Ar putea oasele crescute în laborator să înlocuiască grefele de țesut și multiplele operații dureroase? Nina Tandon este CEO și cofondator al EpiBone, o companie de biotehnologie cu sediul în Brooklyn, care a fost aleasă de Forumul Economic Mondial ca fiind unul dintre Pionierii Tehnologici din 2015. Tandon este, de asemenea, un tânăr om de știință al Forumului Economic Mondial care va vorbi la Reuniunea anuală a Noilor Campioni din Tianjin, China, în perioada 26-28 iunie.
Ce faceți?
Creștem oase din celule stem pentru a ajuta, sperăm, persoanele care au nevoie de reconstrucție scheletală.
Cum faceți asta?
Luăm două lucruri de la pacient. Unul este o mostră din țesutul lor adipos, din care extragem celule stem. Celălalt este o tomografie computerizată, care este ca o radiografie tridimensională a osului pe care dorim să îl inginerăm. Folosim acest lucru pentru a crea forma perfectă, ceea ce noi numim schelă. Această schelă poate fi făcută din proteine și colagen din oase de animale sau poate fi făcută din materiale sintetice. Infuzăm celulele în această formă de piesă de puzzle, această schelă, iar în aproximativ trei săptămâni celulele se maturizează într-o bucată de os care este gata de implantare.
Care este avantajul față de transplanturile osoase convenționale sau față de transplanturile sintetice?
Standardul de aur actual pentru procedurile de reconstrucție se numește autogrefă, în care tăiem o bucată de os dintr-o parte a corpului și o punem în alta. Acest lucru funcționează destul de bine în cazul în care aveți nevoie de os, dar poate cauza alte probleme, deoarece nu există nicio bucată de os care să nu fie cu adevărat necesară în organism. De exemplu, logodnicul meu a fost operat pentru a-și reconstrui glezna. I-au luat o bucată din osul șoldului, iar abdomenul său chiar și acum îl doare la fel de mult ca și glezna.
Implanturile sintetice durează doar o anumită perioadă de timp, iar oamenii trăiesc din ce în ce mai mult. Dacă te accidentezi la 15 ani și trăiești până la 115 ani, ideea că implantul tău durează doar 10-15 ani devine nesustenabilă. Așadar, avem nevoie de noi soluții pentru repararea scheletului.
Sperăm, de asemenea, că prin abordarea noastră nu va mai fi nevoie de medicamente imunosupresoare, deoarece ar fi recunoscut faptul că este vorba de propriul organism, deoarece este vorba de propriul ADN.
Cât de avansată este cercetarea dumneavoastră?
În prezent, facem experimente pe animale și credem că suntem la aproximativ 18 luni distanță de testele pe oameni.
În ceea ce privește lansarea pe piață, ne gândim la 2022 sau 2023. Acesta nu este un sprint, ci un maraton. Puteți reprograma un cip și imediat acesta capătă un comportament diferit, dar este nevoie de trei săptămâni pentru a crește un os. Tehnologia noastră se mișcă rapid, dar celulele în sine nu pot fi grăbite, iar cercetarea medicală nu poate fi grăbită.
Ne-am împrietenit cu o mulțime de chirurgi de-a lungul anilor, iar ei au nevoie disperată de astfel de lucruri. Ei au pacienți pe care vor să-i trateze. Primim e-mailuri în fiecare zi de la oameni care vor să se ofere voluntari. Dar mai întâi trebuie să ne asigurăm că totul este sigur.
Cine va beneficia de acest lucru?
În acest moment ne concentrăm pe oasele de deasupra gâtului, pentru cancer, traume, defecte congenitale și chirurgie dentară. În acest domeniu, se efectuează aproximativ 100.000 de proceduri în fiecare an numai în SUA. După sânge, osul este cel mai transplantat țesut.
Ați putea crește și oase mai mari?
În teorie, da, dar materialele schelelor noastre dictează unele dintre limitările noastre. Așa că urmărim îndeaproape orice progres în știința materialelor care implică faptul că putem crește oase mai mari și mai puternice.
Cum ar fi să creștem un picior întreg, sau un braț?
Cu toții putem vedea un viitor în care abordarea noastră poate fi folosită pentru regenerarea unui membru întreg, dar asta va fi mult mai departe, deoarece există multe țesuturi care intră într-un membru. Există piele, neuroni, mușchi, oase, tendoane, ligamente, iar toate aceste lucruri se dezvoltă în diferite micro-mediu. Stadiul actual al tehnologiei este de a crește două tipuri de țesuturi împreună – os și cartilaj sau mușchi și nervi – iar acest lucru este deja dificil. Dar sperăm să punem bazele acestei tehnologii viitoare.
Care sunt celelalte provocări ale dumneavoastră?
Provocarea noastră principală este transpunerea activității din laborator în clinică, la oameni. Trebuie să ne ținem capul plecat și să facem o treabă foarte bună cu știința, astfel încât să putem ajunge în clinică și să ajutăm oamenii.
Și care sunt obiectivele dvs. pe termen lung?
Am vrea să pot spune că, dacă te naști cu defecte congenitale, nu trebuie să fii condamnat la o viață întreagă de desfigurare, că îți poți reface fața. În sens mai larg, îmi place ideea că ne putem privi propriul corp ca pe o sursă de vindecare, spre deosebire de pastile și mașini.
Într-un fel, este o viziune agricolă și ecologică a corpului, combinată cu fabricarea 3D. Este atât de veche încât este nouă. Această idee că putem cultiva sisteme naturale își are rădăcinile în preistorie, odată cu domesticirea animalelor. Dar este regândită acum sub forma: „Putem să ne reparăm corpurile folosind propriile noastre celule?”
Ați fost inițial inginer electrician. Cum ați trecut de la programarea cipurilor la cultivarea oaselor?
La începutul anilor 2000 lucram în domeniul telecomunicațiilor și am început să urmez un curs de fiziologie la seral la colegiul comunitar local. Citind despre ADN și realizând că era mult mai puternic decât un dispozitiv binar de stocare, aceasta a fost o analogie puternică pentru mine. Am sfârșit prin a merge la MIT pentru a studia interfețele neuronale. Am ajutat la crearea EpiBone din laboratorul conducătorului meu de doctorat împreună cu un alt post-doctorand, Sarindr Bhumiratana. Eu cultivam țesut cardiac și neuronal, iar el creștea oase și cartilaje. Deci, acesta este cu siguranță un efort de echipă.
În calitate de persoană pasionată de știință, cum ați încuraja mai multe femei să intre în domeniile STEM (știință, tehnologie, inginerie și matematică)?
Când suntem copii mici, toți suntem pasionați de știință, dar apoi trebuie să ne restrângem studiile în adolescență. Atunci începem să ne pierdem fetele, dar și mulți băieți, așa că haideți să ne asigurăm că găsim modalități pentru ca ei să rămână implicați. Jucăriile sunt o cale de acces excelentă și există câțiva inovatori străluciți în acest domeniu, cum ar fi Ayah Bdeir, de la littleBits, și Debbie Sterling, de la GoldieBlox. Amintindu-ne că învățarea este despre joacă, iar carierele pot fi, de asemenea, despre joacă, toate acestea sunt modalități de a ne asigura că avem un set divers de contribuitori.
Acest interviu a fost realizat împreună cu Forumul Economic Mondial.