Η βιολογία, η επιστήμη των υπολογιστών και η μηχανική συγκλίνουν στο Schällemätteli

Στην Ελβετία, η ιδέα της ETH Zurich να ιδρύσει ένα Τμήμα Βιοσυστημάτων στη Βασιλεία φαινόταν απραγματοποίητη για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Σήμερα βρίσκει τη θέση του σε ένα νέο κτίριο όπου οι γραμμές μεταξύ της βιολογίας, της επιστήμης των υπολογιστών και της μηχανικής θολώνουν και οι ερευνητές επικεντρώνονται όλο και περισσότερο στις ιατρικές εφαρμογές.

Μια εντυπωσιακή θέα περιμένει τους πρώτους επισκέπτες στο νέο κτίριο του BSS.

Αμέσως μετά τον χώρο της δεξίωσης, βυθίζεστε σε έναν εκπληκτικά ελαφρύ και ευάερο χώρο, ένα εντυπωσιακό αίθριο πλημμυρισμένο από φως και στο επάνω μέρος μια διάφανη γυάλινη οροφή.

Στο τέλος αυτής της τεράστιας εισόδου, μια σπειροειδής σκάλα ανεβαίνει στους επάνω ορόφους.

Η εντύπωση είναι ότι ένας άπειρος αριθμός γραμμών σύνδεσης, αλλά αυτό είναι απολύτως σκόπιμα: είναι ένα στρατηγείο που σκέφτηκαν οι αρχιτέκτονες για να ενθαρρύνουν την επικοινωνία και την αλληλεπίδραση μεταξύ των ερευνητικών ομάδων.

Αυτήν τη στιγμή, το λόμπι είναι γεμάτο με φοιτητές που κάνουν backpacking, μερικοί από τους οποίους κατεβαίνουν στο καμπυλωτό μονοπάτι προς το φιλόξενο μπιστρό.

Οι ερευνητές που περιμένουν τη στάση του ανελκυστήρα για μια σύντομη συνομιλία πριν ανέβουν στους σταθμούς εργασίας τους.

Ενιαία τοποθεσία και η επωνυμία BIOS+ για τα ινστιτούτα IRB, IOR και EOC

Renato Paro: «Αυτό το κτίριο αντιπροσωπεύει το αποκορύφωμα ενός εκπληκτικού ταξιδιού»

Στο κέντρο του αιθρίου υπάρχουν Ρενάτο Πάρο e Σβεν Πάνκε.

Ο πρώην, τώρα ομότιμος καθηγητής μοριακής βιολογίας, εξακολουθεί να είναι εμφανώς εντυπωσιασμένος από την αρχιτεκτονική ιδέα.

«Όταν μπαίνω στο κτίριο του BSS και βλέπω όλα αυτά τα γραφεία, τα εργαστήρια και τις κοινές πλατφόρμες έρευνας, μου φαίνεται ότι όλος ο χρόνος και η προσπάθεια που επενδύσαμε για τη δημιουργία του τμήματός μας άξιζε πραγματικά τον κόπο».Λέει.

Διορίστηκε ως ο πρώτος διευθυντής του εκκολαπτόμενου Κέντρου Επιστήμης και Μηχανικής Βιοσυστημάτων (C-BSSE) το 2006, ο Renato Paro έγινε αργότερα μια από τις κινητήριες δυνάμεις στη δημιουργία του Τμήματος Επιστήμης και Μηχανικής Βιοσυστημάτων (D-BSSE) στο ETH.

«Για μένα αυτή η ιδιοκτησία αντιπροσωπεύει το αποκορύφωμα ενός εκπληκτικού ταξιδιού», ισχυρίζεται.

Photogallery, τα εγκαίνια του ερευνητικού κέντρου «Belli».

Sven Panke: «Σε κάθε όροφο ένας συνδυασμός ερευνητικών ομάδων και όχι θεματικών τομέων»

«Από το στάδιο του σχεδιασμού, στόχος μας ήταν να δημιουργήσουμε ένα κτίριο στο οποίο όλα τα διάφορα στοιχεία να ενθαρρύνουν την αλληλεπίδραση και την επιστημονική ανταλλαγή», συνεχίζει ο Πάνκε.

Φέτος θα αναλάβει τα ηνία του τμήματος και γνέφει συχνά όταν μιλάει, υπογραμμίζοντας επίσης πώς όλοι οι παρόντες καθηγητές συνέβαλαν συνεχώς στο να χτιστεί κάτι όμορφο με βάση μια πρωτότυπη ιδέα: «Αποφασίσαμε ότι κάθε όροφος θα πρέπει να έχει έναν συνδυασμό ερευνητικών ομάδων αντί να οργανώνεται ανά θεματικές περιοχές».

Βίντεο, το «βερνίκι» της έδρας των ινστιτούτων EOC, IOR και IRB

Πειραματική βιολογία, θεωρητική υπολογιστική και βιομηχανική σε στενή επαφή

Το τμήμα χωρίζεται σε τρεις βασικούς τομείς (πειραματική βιολογία, θεωρητική υπολογιστική βιολογία και βιομηχανική) και κάθε όροφος του κτιρίου στεγάζει ένα μείγμα πειραματικών βιολόγων, βιοπληροφορικών και βιομηχανικών, που εργάζονται σε παρακείμενα γραφεία και εργαστήρια.

«Γρήγορα συνειδητοποιήσαμε ότι ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα του D-BSSE ήταν να φέρει και τις τρεις αυτές ερευνητικές περιοχές κάτω από μια ομπρέλα για να ενθαρρύνει τις ομάδες να επικοινωνούν μεταξύ τους. Και τώρα που βρισκόμαστε όλοι κάτω από την ίδια στέγη, είναι ακόμα πιο εύκολο να ανακατεύουμε και να αλληλεπιδράσουμε»., λέει ο Πάνκε.

«Πρόκειται για διεπιστημονικότητα στη δράση και προσελκύει ερευνητές από όλο τον κόσμο".

Στην Bellinzona ο υπερπόλος αριστείας στις βιοεπιστήμες

Ερευνητές από 42 χώρες, οι περιπτώσεις των Niko Beerenwinkel και Tanja Stadler

Το D-BSSE απασχολεί επί του παρόντος μελετητές από 42 διαφορετικές χώρες.

Το εργαστήριο βιοδιαδικασιών του Sven Panke, για παράδειγμα, βρίσκεται στο ίδιο επίπεδο με την ομάδα που ηγείται ο Niko Beerenwinkel.

Και οι δύο είναι ένθερμοι υποστηρικτές της ειδικής αποστολής του τμήματος, που επιδιώκει να συνδυάσει τη βασική έρευνα στις βιοεπιστήμες με μια προσέγγιση μαθηματικών και πληροφορικής, ενσωματώνοντας παράλληλα ένα στοιχείο τεχνολογίας και μηχανικής.

Η Panke ειδικεύεται σε τεχνικές σμίκρυνσης για τη μηχανική βιοδιαδικασιών, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανακάλυψη και τον συνθετικό έλεγχο βελτιωμένων παραλλαγών κυττάρων.

Η Beerenwinkel, από την άλλη πλευρά, συνδυάζει τα μαθηματικά, την επιστήμη των υπολογιστών και την τεχνητή νοημοσύνη με τη βιολογία και την ιατρική.

Οι εφαρμογές των υπολογιστικών μεθόδων του περιλαμβάνουν την ικανότητα να χαρακτηρίζει και να περιγράφει ιογενείς ασθένειες σε μοριακό επίπεδο.

Τα μοντέλα του έχουν αποδειχθεί πολύ χρήσιμο εργαλείο κατά τη διάρκεια της πανδημίας του κορωνοϊού.

Μαζί με την Tanja Stadler, καθηγήτρια υπολογιστικής εξέλιξης στο D-BSSE και πρόεδρος της Ελβετικής Επιστημονικής Συμβουλευτικής Ομάδας για το COVID-19, έπαιξε σημαντικό ρόλο στις προσπάθειες εντοπισμού νέων παραλλαγών του ιού και παρακολούθησης της εξέλιξης και της εξάπλωσής τους.

Στο Λουγκάνο ένα καινοτόμο σταυροδρόμι μεταξύ ανθρωπίνων και φυσικών επιστημών

Κύτταρα, οργανοειδή και μικροοργανισμοί με ιδιότητες που δεν υπάρχουν στη φύση

Η εργασία των ερευνητών του D-BSSE βασίζεται στα θεμέλια της βιολογίας συστημάτων.

Στόχος του είναι να δημιουργήσει μια ολιστική κατανόηση της λειτουργίας των κυττάρων, των οργάνων και των οργανισμών και των χρονικών και βιοχημικών διεργασιών που τα κρατούν ζωντανά.

Για να το μελετήσουν, οι ερευνητές συνήθως χρησιμοποιούν μεγάλα σύνολα δεδομένων, που παράγονται από τεχνολογίες υψηλής απόδοσης, όπως οι προσδιοριστές αλληλουχίας DNA, καθώς και μαθηματικά μοντέλα και προσομοιώσεις υπολογιστή.

Η βιολογία συστημάτων παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στη δεύτερη ερευνητική γραμμή του D-BSSE.

Αυτή είναι η συνθετική βιολογία, ο κύριος στόχος της οποίας είναι να παράγει κύτταρα, οργανοειδή και μικροοργανισμούς με νέες ιδιότητες που δεν υπάρχουν στη φύση, πολλές από τις οποίες προσφέρουν πιθανά ιατρικά οφέλη.

Ο ψηλότερος ουρανοξύστης στην Ελβετία είναι ένας ναός καινοτομίας

Οι οδηγοί: εμβόλια και αντισώματα για συνθετική ανοσολογία και τεχνολογίες εργαστηρίου σε τσιπ

Η δουλειά της D-BSSE στη βιομηχανική, η οποία χρησιμοποιεί DNA για τη ρύθμιση των κυττάρων και των οργανισμών, έχει έναν εξίσου πρακτικό στόχο.

Τα συγκεκριμένα αποτελέσματα αυτής της έρευνας περιλαμβάνουν εμβόλια και αντισώματα για συνθετική ανοσολογία, καθώς και κυτταρικά εμφυτεύματα που μπορούν να βοηθήσουν στην καταπολέμηση μεταβολικών διαταραχών και μικροσκοπικές πλατφόρμες όπως τεχνολογίες εργαστηρίου σε τσιπ.

«Δύο από τους πρωτοποριακούς τομείς εργασίας του τμήματός μας της Βασιλείας είναι η βιομηχανική και η επιστήμη υπολογιστικών δεδομένων», λέει ο Panke, ο οποίος είναι μέλος του Τμήματος Επιστήμης και Μηχανικής Βιοσυστημάτων από το 2009.

«Είναι λογικό να δείχνουμε επίσης στους μαθητές μας τα οφέλη του συνδυασμού αυτών των δύο συστατικών».

Βίντεο, ο φουτουριστικός Πύργος 2 των κεντρικών γραφείων της Roche στη Βασιλεία

Μια ιδέα ETH γεννήθηκε το 2000 παρά τον σκεπτικισμό του Τύπου της Ζυρίχης

Η ιδέα της δημιουργίας ενός ερευνητικού ινστιτούτου βιοεπιστημών στο ETH Basel άρχισε να φυτρώνει το 2000.

Κοιτάζοντας πίσω, είναι ξεκάθαρο πόσο τολμηρό ήταν αυτό το όραμα.

Εξίσου έξυπνη ήταν η απόφαση του ETH Zurich να μετατρέψει το D-BSSE σε ξεχωριστό τμήμα στη Βασιλεία το 2007 και να του παράσχει ασφαλή μακροπρόθεσμη χρηματοδότηση.

Φυσικά, η εξέλιξη του Τμήματος Επιστήμης και Μηχανικής Βιοσυστημάτων δεν ήταν πάντα ένα κρεβάτι με τριαντάφυλλα: το 2003, για παράδειγμα, η Neue Zürcher Zeitung ανέφερε σε ορισμένα άρθρα ότι το έργο για τη δημιουργία ενός φυλακίου ETH στην πόλη της Ρηνανίας αντιμετώπιζε δυσκολίες. .

Η εφημερίδα εξέφρασε την έκπληξή της για τα σχέδια της ETH Zurich να δημιουργήσει ένα πλήρες τμήμα βιομηχανικής ή βιοϊατρικής μηχανικής στη Βασιλεία: «Μια τόσο μεγάλη ιδέα φαίνεται σχεδόν ανέφικτη».

Όμως ο σκεπτικισμός των δημοσιογράφων αποδείχθηκε αβάσιμος.

Καινοτομία και βιοεπιστήμες; Μελλοντικός… «μικρός θησαυρός» του Aargau

Από την τοποθεσία Rosental στο κτίριο BSS της σημερινής Πανεπιστημιούπολης Life Sciences

Η επόμενη φάση της ανάπτυξης του D-BSSE συνέβη με τη μετακίνηση από την τοποθεσία Rosental στο κτίριο BSS στην πανεπιστημιούπολη Schällemätteli Life Sciences.

Καθώς η βιολογία συστημάτων και η συνθετική βιολογία αποκτούν έλξη και η γνώση σε αυτούς τους τομείς συνεχίζει να προοδεύει, δίνεται αυξανόμενη έμφαση στη μετάφραση των βασικών ερευνητικών ευρημάτων σε ιατρικές εφαρμογές.

«Σήμερα, η βιολογία συστημάτων έχει συχνά μια τόσο βαθιά κατανόηση του πώς λειτουργεί ένα κύτταρο που μπορεί να παρέχει τις περισσότερες πληροφορίες για τον έλεγχο βασικών διεργασιών μέσα στο κύτταρο»., εξηγεί η Πάρο.

«Χρησιμοποιώντας αυτή την τεχνογνωσία, οι συνθετικοί βιολόγοι μπορούν να επαναπρογραμματίσουν ένα κύτταρο για να εκτελέσει μια νέα εργασία. Στο μέλλον, αυτά τα επαναπρογραμματισμένα κύτταρα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για θεραπευτικούς σκοπούς».

4,2 δισεκατομμύρια φράγκα περισσότερα από τον κόμβο ανάπτυξης Sisslerfeld

Η επιτυχία της μεταφραστικής έρευνας σε πλαίσια ορθής παρασκευαστικής πρακτικής

Όμως τέτοια κύτταρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ασθενείς μόνο εάν παράγονται σύμφωνα με τα αυστηρότερα φαρμακολογικά πρότυπα.

Πριν από τη μετακόμιση, το D-BSSE δεν διέθετε την απαραίτητη υποδομή για το σκοπό αυτό, αλλά το νέο κτίριο BSS είναι εξοπλισμένο με εγκαταστάσεις GMP, δηλαδή Good Manufacturing Practice.

«Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε τώρα να περάσουμε στη μεταφραστική φάση της έρευνάς μας», λέει η Πάρο.

«Δουλεύοντας υπό συνθήκες GMP, μπορούμε να βελτιώσουμε τα επαναπρογραμματισμένα κύτταρα και να τα καθαρίσουμε, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε κλινικές δοκιμές».

Πόσο αξίζει ο τομέας Life Science στην ιταλόφωνη Ελβετία;

Ιατρική θεραπεία με τη βοήθεια του Πανεπιστημιακού και Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου της Βασιλείας

Η νέα δομή GMP ή Good Manufacturing Practice διαχειρίζεται το ETH Zurich σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο της Βασιλείας και το Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο της Βασιλείας.

Παρέχει στους ερευνητές ένα αυστηρά ελεγχόμενο περιβάλλον για την παραγωγή προϊόντων θεραπείας γονιδίων, κυττάρων και ιστών που πληρούν τις κανονιστικές απαιτήσεις για κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους.

Αυτή η εξέλιξη προς τη μεταφραστική έρευνα διευκολύνθηκε επίσης από τη νέα τοποθεσία του D-BSSE στην Πανεπιστημιούπολη Life Sciences στο Schällemätteli, η οποία βρίσκεται σε άμεση γειτνίαση με το Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο της Βασιλείας, το Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Παίδων της Βασιλείας και το Biozentrum του Πανεπιστημίου της Βασιλεία.

Το Τμήμα Βιοϊατρικής του Πανεπιστημίου της Βασιλείας και το Ερευνητικό Κέντρο για την Παιδική Υγεία στην πόλη της Ρηνανίας σχεδιάζουν επίσης να χτίσουν νέες εγκαταστάσεις κοντά.

Αυτή η εγγύτητα θα πρέπει να επιταχύνει περαιτέρω τη μετάφραση της βιολογικής έρευνας σε ιατρικές εφαρμογές.

Η βασική καινοτομία της βιοϊατρικής περιοχής του Mirandola