干细胞,人类医学问题的终极解决方案!

你坐在医生办公室里,等待检查结果。
医生走进来说:“你得了***病。”
你的心一沉,想到了最糟的事情:不能走路、不能自己吃饭、双手颤抖、流着口水、不能吞咽...
但医生紧接着说:“别担心,我们今天会下单订购你自己的细胞。”
一周后,外科医生在你的大脑中植入新的神经细胞。这是一种定制化的***病疗法,而它是从你的细胞制备而来。
 

干细胞,人类医学问题的终极解决方案!

TED 演讲人:Nabiha Saklayen

 

听上去像是科幻小说,但在未来,我们都可以把干细胞提前存入“银行”。而当你需要新的神经细胞、肌肉细胞、皮肤细胞时,都将由这家银行制造。

 

因为它们 100% 是你的细胞,所以不会被你的免疫系统排斥或攻击。事实上,身体不会知道这些细胞是由细胞工厂生产的。
这一切可能成为现实,是因为在生物学、激光物理学和机器学习等领域的突破。
 

干细胞,人类医学问题的终极解决方案!

干细胞:医学问题终极方案

我们从生物学开始。
人体本身就是一个奇迹,数以亿计的细胞同时工作,输送血液、分泌多巴胺,让我可以看见并站在这里演讲。
但随着我们变老,我们的细胞也会变老。
于是,我们的皮肤开始松弛,我们的软骨有了磨损,5 英里跑步可能变成慢走 20 分钟。是的,我们都在变老,我们的身体就像个定时炸弹。
但干细胞可以找到解决办法,因为它可以变成你体内任何一种细
我祖母 2012 年因为糖尿病去世。如果当时技术可用,我们就可以用干细胞来产生胰岛细胞,就可以治疗她的病。
但大家都知道,干细胞很难工程化。
主要问题是如何制作它。这包括抽取患者的血细胞,加入化学物质,把它们变成干细胞。
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干细胞,人类医学问题的终极解决方案!

TED视频

 

可如今,通过这个化学过程,不会生成完美的干细胞团。事实上,你会得到一个随机的细胞群,朝着不同的方向分化,比如眼睛、大脑和肝脏。不需要的细胞必须被移除。
而到目前为止,移除细胞主要的方法还是——人工。
记得我第一次访问哈佛干细胞研究所,我看到一位卓越的科学家坐在椅子上观察干细胞,一个一个评估它们,并手动移除不需要的细胞。这是一个缓慢、乏味和微妙的过程。
这就是为什么一个定制化的干细胞银行,今天要花费大约一百万美元。
使用捐献的干细胞要便宜得多,但你的免疫系统可能会排斥这些细胞,除非你服用免疫抑制药物。不幸的是,这对很多人来说不适用,尤其是老年人。
为了避免这个问题,一些科学家储存来自最通用遗传背景人群的干细胞。
在美国,假设建立了一个有 100 种最常见的干细胞系的细胞库,它可能对 75% 的白人有效,对 50% 的非裔美国人有效。但对其他人就难说了,比如我的联合创始人是菲律宾墨西哥人,很难确定她能被覆盖。
不管怎么说,如果有选择,为什么不选自己的呢?
 
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干细胞,人类医学问题的终极解决方案!

自动化:收获完美干细胞

 

定制化的干细胞,让我们有机会制造对你、我及任何人都有效的药物。为了让定制过程费用可控、能规模化,我们还需要引入自动化。
不同的人正在用不同的方式去实现自动化,而我决定用——物理方法。
从小,我就对物理有着极大的热情。仰望星空,我每天都梦想着去太空旅行。感谢妈妈,没有认为我是个怪胎。
我的家庭经常搬迁,从沙特阿拉伯、德国、斯里兰卡到孟加拉,每次我都要学习新的语言和文化。最终,我喜欢上了物理。因为它是一种通用语言,我不需要每次都重新学习它。
当我开始读博士时,我加入了激光物理实验室,因为激光是最酷的。但我也决定涉猎生物学,我开始用激光来工程化人体细胞。
当我和生物学家谈论这件事时,他们惊呆了。
这是因为:科学家一直在寻找使生物学更精确的方法。
有时我们将细胞培养比作烹饪:我们拿一些化学物质,放进锅里、搅拌、加热,看看会发生什么,一次次重复。
 
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干细胞,人类医学问题的终极解决方案!

哈佛大学,摄影:Adam Zewe/SEAS Communications

相反,激光非常精确。你可以瞄准数百万细胞中的任何一个,精确间隔一秒、一分钟、一小时,你来决定。
我意识到,与其单调低效的手工移除干细胞,不如用激光。
为了自动化整个过程,我们决定使用机器学习,去识别不需要的细胞并攻击它们。算法现在完全能找到有用的信息和照片,让它完美用于机器学习。
它的工作原理是这样:取一些血液细胞,放在卡盒里;然后加入化学物质,像往常一样把它们变成干细胞;然后,不再由人工寻找,而是通过机器识别出不需要的细胞,并用激光攻击它们。
就像你看到的,整个过程都交给机器。由计算机决定何时以及如何打印细胞,使用全自动化系统来运行。经过反复修剪,最终得到你自己随时可以储存和使用的,完美的干细胞。
 

干细胞,人类医学问题的终极解决方案!

定制化:未来的再生医学
 
未来,我们将拥有干细胞农场。里面是一叠一叠的,数以百万计的卡盒,每一个都是一个人的定制化生物银行。
护士会在孩子出生后立即采集脐血,然后送去培养。
于是,在你的余生中,你的干细胞将被存档、储存起来。一旦医生需要,就随时可以使用。
比方说,你患上了心脏病,你的医生会订购新的心脏细胞。脱发了,他们可以订购新头发。
这项技术首先可能被用于植入。国家眼科研究所 Kapil Bhartiz 博士有一项革命性临床试验,使用干细胞治疗失明。
随着制备过程变得更便宜,科学家可开展的临床试验规模越来越大,并去开发今天不存在的新疗法。
而今天一百万美元的价格,很快就会低于 5 万,以后甚至会更便宜。
那猜一猜什么会更有趣?
你可能想要长寿,这绝对是可能的。
将来,我们可以用同样的这些干细胞银行,制造全新的器官、组织,新的皮肤、骨头、牙齿,任何一种。
这项技术也有潜力彻底改变定制化药品。
今天,吃药在一定程度上是在试错。除非你把药吃下去,你不知道它是否有效。
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干细胞,人类医学问题的终极解决方案!

但如果你有一个迷你替身呢?
用你自己细胞制成的迷你替身,包括眼细胞、脑细胞、心脏细胞、肌肉细胞、血液细胞,都在一个芯片上。
我们可以首先在实验室,在细胞上测试药物,看看它是否奏效。如果有效,那太好了,吃吧!如果没有,药剂师可以为你定制药物。
这是科学家们几十年来的希望和梦想。有了这项技术,我们终于实现了干细胞的真正潜力——定制化的自体细胞治疗。
这是一种你的身体不会排斥的疗法,一种对每个人都真正有效的疗法。
未来的再生医学 100% 是定制化的,这一天比你想象的要近得多。
翻译:成体干细胞国家地方实验室  观Sir

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