Biologia, informatyka i inżynieria zbiegają się w Schällemätteli

W Szwajcarii pomysł powołania przez ETH Zurich Wydziału Biosystemów w Bazylei przez długi czas wydawał się nierealny.

Dziś znajduje swoje miejsce w nowym budynku, w którym zacierają się granice między biologią, informatyką i inżynierią, a badacze coraz bardziej skupiają się na zastosowaniach medycznych.

Na pierwszych gości nowego budynku BSS czeka imponujący widok.

Zaraz za recepcją zanurzysz się w zaskakująco jasną i przestronną przestrzeń, imponujące atrium zalane światłem i zwieńczone przezroczystym szklanym dachem.

Na końcu tego ogromnego wejścia spiralne schody wiją się na wyższe piętra.

Sprawia wrażenie nieskończonej liczby linii łączących, ale jest to całkowicie zamierzone: jest to podstęp wymyślony przez architektów, aby zachęcić do komunikacji i interakcji między grupami badawczymi.

W tej chwili lobby jest zatłoczone podróżującymi z plecakiem studentami, a niektórzy z nich udają się krętą ścieżką do przytulnego bistro.

Naukowcy czekający na przystanek windy na krótką pogawędkę przed udaniem się na swoje stanowiska robocze.

Jedna lokalizacja i marka BIOS+ dla instytutów IRB, IOR i EOC

Renato Paro: „Ten budynek stanowi kulminację niezwykłej podróży”

W centrum atrium znajdują się Renato Paro e Svena Panke’a.

Ten pierwszy, obecnie emerytowany profesor biologii molekularnej, do dziś jest pod wrażeniem koncepcji architektonicznej.

„Kiedy wchodzę do budynku BSS i widzę te wszystkie biura, laboratoria i wspólne platformy badawcze, wydaje mi się, że cały czas i wysiłek, który włożyliśmy w utworzenie naszego działu, naprawdę był tego wart”mówi.

Mianowany na pierwszego dyrektora rodzącego się Centrum Nauki i Inżynierii Biosystemów (C-BSSE) w 2006 r. Renato Paro stał się później jedną z sił napędowych tworzenia Wydziału Nauki i Inżynierii Biosystemów (D-BSSE) w ETH.

„Dla mnie ten obiekt stanowi zwieńczenie niezwykłej podróży”, twierdzi.

Fotogaleria, inauguracja ośrodka badawczego "Belli".

Sven Panke: „Na każdym piętrze mieszanka grup badawczych, a nie obszarów tematycznych”

„Od etapu projektowania naszym celem było stworzenie budynku, w którym wszystkie elementy zachęcałyby do interakcji i wymiany naukowej„, kontynuuje Panke.

W tym roku przejmie stery katedry i często kiwa głową, gdy przemawia, podkreślając jednocześnie, jak wszyscy obecni profesorowie nieustannie przyczyniali się do zbudowania czegoś pięknego w oparciu o oryginalną koncepcję: „Zdecydowaliśmy, że na każdym piętrze powinny znajdować się różne grupy badawcze, a nie zorganizowane według obszarów tematycznych”.

Wideo, "lakier" siedziby instytutów EOC, IOR i IRB

Biologia eksperymentalna, obliczenia teoretyczne i bioinżynieria w bliskim kontakcie

Wydział jest podzielony na trzy główne obszary (biologia eksperymentalna, teoretyczna biologia obliczeniowa i bioinżynieria), a na każdym piętrze budynku pracują biolodzy eksperymentalni, bioinformatyki i bioinżynierowie pracujący w sąsiadujących biurach i laboratoriach.

„Szybko zdaliśmy sobie sprawę, że jedną z głównych korzyści D-BSSE było połączenie wszystkich trzech obszarów badawczych pod jednym parasolem, aby zachęcić grupy do wzajemnej komunikacji. A teraz, gdy wszyscy jesteśmy pod jednym dachem, jeszcze łatwiej jest mieszać i wchodzić w interakcje”.– mówi Panke.

„To interdyscyplinarność w działaniu, która przyciąga badaczy z całego świata".

W Bellinzonie super biegun doskonałości w naukach przyrodniczych

Naukowcy z 42 krajów, przypadki Niko Beerenwinkela i Tanji Stadler

D-BSSE zatrudnia obecnie naukowców z 42 różnych krajów.

Na przykład laboratorium bioprocesów Svena Panke jest na tym samym poziomie, co grupa kierowana przez Niko Beerenwinkela.

Obaj zdecydowanie popierają specjalną misję wydziału, która ma na celu połączenie badań podstawowych w naukach przyrodniczych z podejściem matematycznym i informatycznym, przy jednoczesnym włączeniu elementu technologicznego i inżynieryjnego.

Panke specjalizuje się w technikach miniaturyzacji w inżynierii bioprocesowej, które można wykorzystać do odkrywania i syntetycznej kontroli ulepszonych wariantów komórek.

Beerenwinkel natomiast łączy matematykę, informatykę i sztuczną inteligencję z biologią i medycyną.

Zastosowania jego metod obliczeniowych obejmują umiejętność charakteryzowania i opisywania chorób wirusowych na poziomie molekularnym.

Jego modele okazały się bardzo przydatnym narzędziem w czasie pandemii koronowirusa.

Wraz z Tanją Stadler, profesor ewolucji obliczeniowej w D-BSSE i przewodniczącą Szwajcarskiej Naukowej Grupy Doradczej ds. COVID-19, odegrał ważną rolę w wysiłkach mających na celu identyfikację nowych wariantów wirusa oraz śledzenie ich ewolucji i rozprzestrzeniania się.

W Lugano innowacyjne skrzyżowanie nauk humanistycznych i przyrodniczych

Komórki, organoidy i mikroorganizmy o właściwościach niespotykanych w naturze

Praca badaczy D-BSSE opiera się na podstawach biologii systemowej.

Jego celem jest uzyskanie całościowego zrozumienia funkcjonowania komórek, narządów i organizmów oraz procesów czasowych i biochemicznych, które utrzymują je przy życiu.

Aby to zbadać, badacze zazwyczaj korzystają z dużych zbiorów danych generowanych za pomocą technologii o dużej przepustowości, takich jak sekwencery DNA, a także modeli matematycznych i symulacji komputerowych.

Biologia systemów odgrywa również ważną rolę w drugim kierunku badawczym D-BSSE.

Jest to biologia syntetyczna, której głównym celem jest wytwarzanie komórek, organoidów i mikroorganizmów o nowych, niespotykanych w naturze właściwościach, z których wiele oferuje potencjalne korzyści medyczne.

Najwyższy wieżowiec w Szwajcarii to świątynia innowacji

Tematyka: szczepionki i przeciwciała dla immunologii syntetycznej i technologii lab-on-chip

Prace D-BSSE w dziedzinie bioinżynierii, która wykorzystuje DNA do regulacji komórek i organizmów, mają równie praktyczny cel.

Konkretne wyniki tych badań obejmują szczepionki i przeciwciała do immunologii syntetycznej, a także implanty komórkowe, które mogą pomóc w zwalczaniu zaburzeń metabolicznych, oraz zminiaturyzowane platformy, takie jak technologie lab-on-chip.

„Dwa z pionierskich obszarów pracy naszego działu w Bazylei to bioinżynieria i obliczeniowa nauka o danych””, mówi Panke, który od 2009 roku jest członkiem Wydziału Nauki i Inżynierii Biosystemów.

„Rozsądne jest, że pokażemy także naszym studentom korzyści płynące z połączenia tych dwóch elementów”.

Wideo, futurystyczny Tower 2 siedziby firmy Roche w Bazylei

Pomysł ETH zrodził się w 2000 roku pomimo sceptycyzmu prasy zuryskiej

Pomysł utworzenia instytutu badawczego nauk biologicznych w ETH Basel zaczął kiełkować w 2000 roku.

Patrząc wstecz, widać wyraźnie, jak odważna była ta wizja.

Równie mądra była decyzja ETH Zurich o przekształceniu D-BSSE w oddzielny wydział w Bazylei w 2007 roku i zapewnieniu mu bezpiecznego długoterminowego finansowania.

Naturalnie ewolucja Wydziału Nauki i Inżynierii Biosystemów nie zawsze była usłana różami: na przykład w 2003 r. „Neue Zürcher Zeitung” donosiła w niektórych artykułach, że projekt utworzenia placówki ETH w mieście Nadrenia napotkał trudności .

Gazeta wyraziła zdumienie planami ETH Zurich dotyczącymi stworzenia pełnoprawnego wydziału bioinżynierii lub inżynierii biomedycznej w Bazylei: „Tak wspaniały pomysł wydaje się prawie nieosiągalny”.

Sceptycyzm dziennikarzy okazał się jednak bezpodstawny.

Innowacje i nauki o życiu? Przyszłość… „mały skarb” Aargau

Od siedziby Rosental po budynek BSS obecnego kampusu nauk przyrodniczych

Kolejna faza rozwoju D-BSSE nastąpiła wraz z przeprowadzką z lokalizacji w Rosental do budynku BSS na kampusie nauk przyrodniczych Schällemätteli.

W miarę jak biologia systemowa i biologia syntetyczna zyskują na popularności, a wiedza w tych obszarach stale się rozwija, coraz większy nacisk kładzie się na przekładanie wyników badań podstawowych na zastosowania medyczne.

„Dzisiaj biologia systemów często ma tak głęboką wiedzę na temat działania komórki, że może dostarczyć większości informacji potrzebnych do kontrolowania kluczowych procesów w komórce”., wyjaśnia Paro.

„Korzystając z tej wiedzy, biolodzy syntetyczni mogą przeprogramować komórkę tak, aby wykonywała nowe zadanie. W przyszłości te przeprogramowane komórki można będzie wykorzystać do celów terapeutycznych.”

4,2 miliarda franków więcej z centrum rozwoju Sisslerfeld

Sukces badań translacyjnych w ramach Dobrej Praktyki Wytwarzania

Jednak takie komórki można stosować u pacjentów tylko wtedy, gdy zostały wyprodukowane zgodnie z najsurowszymi standardami farmakologicznymi.

Przed przeprowadzką D-BSSE nie posiadało niezbędnej do tego infrastruktury, ale nowy budynek BSS jest wyposażony w obiekt GMP, czyli Dobrej Praktyki Produkcyjnej.

„Oznacza to, że możemy teraz przejść do fazy translacyjnej naszych badań”, mówi Paro.

„Pracując w warunkach GMP, możemy ulepszyć przeprogramowane komórki i oczyścić je, aby można je było wykorzystać w badaniach klinicznych”.

Ile wart jest sektor Life Science we włoskojęzycznej Szwajcarii?

Opieka medyczna przy pomocy Uniwersytetu i Szpitala Uniwersyteckiego w Bazylei

Nową strukturą GMP, czyli Dobrej Praktyki Produkcyjnej, zarządza ETH Zurich we współpracy z Uniwersytetem w Bazylei i Szpitalem Uniwersyteckim w Bazylei.

Zapewnia naukowcom rygorystycznie kontrolowane środowisko do wytwarzania produktów terapii genowej, komórkowej i tkankowej, które spełniają wymogi regulacyjne dotyczące badań klinicznych na ludziach.

Ewolucję w kierunku badań translacyjnych ułatwiła także nowa lokalizacja D-BSSE na kampusie nauk przyrodniczych w Schällemätteli, który jest zlokalizowany w bezpośrednim sąsiedztwie Szpitala Uniwersyteckiego w Bazylei, Uniwersyteckiego Szpitala Dziecięcego w Bazylei i Biozentrum Uniwersytetu w Bazylei .

Wydział Biomedycyny Uniwersytetu w Bazylei i Centrum Badawcze Zdrowia Dziecka w Nadrenii również planują budowę nowej siedziby w pobliżu.

Ta bliskość powinna jeszcze bardziej przyspieszyć przekładanie badań biologicznych na zastosowania medyczne.

Kluczowa innowacja biomedycznej dzielnicy Mirandola