Biologie, informatika a inženýrství se sbíhají v Schällemätteli

Ve Švýcarsku se myšlenka ETH Zurich založit oddělení biosystémů v Basileji dlouho zdála nerealizovatelná.

Dnes nachází své místo v nové budově, kde se hranice mezi biologií, informatikou a inženýrstvím stírají a výzkumníci se stále více zaměřují na lékařské aplikace.

Impozantní pohled čeká na první návštěvníky nové budovy BSS.

Bezprostředně po recepci se ponoříte do překvapivě světlého a vzdušného prostoru, působivého atria zalitého světlem a zakončeného průhlednou skleněnou střechou.

Na konci tohoto obrovského vchodu se do vyšších pater vine točité schodiště.

Vzniká dojem nekonečného počtu spojovacích linií, ale to je zcela záměrné: je to trik, který architekti uvážili, aby podpořili komunikaci a interakci mezi výzkumnými skupinami.

Právě teď je vestibul přeplněný studenty na zádech, z nichž někteří jdou po zakřivené cestě do útulného bistra.

Výzkumníci čekající na výtah se zastaví na krátký rozhovor, než se vydají na své pracovní stanice.

Jedno místo a značka BIOS+ pro instituty IRB, IOR a EOC

Renato Paro: „Tato budova představuje vyvrcholení mimořádné cesty“

Ve středu atria jsou Renato Paro e Sven Panke.

Bývalý, nyní emeritní profesor molekulární biologie, je stále viditelně ohromen architektonickým konceptem.

"Když vejdu do budovy BSS a vidím všechny tyto kanceláře, laboratoře a společné výzkumné platformy, zdá se mi, že všechen čas a úsilí, které jsme investovali do vytvoření našeho oddělení, opravdu stály za to."Říká.

Renato Paro, který byl v roce 2006 jmenován prvním ředitelem rodícího se Centra vědy a inženýrství biosystémů (C-BSSE), se později stal jednou z hnacích sil při vytvoření oddělení Biosystems Science and Engineering (D-BSSE) na ETH.

“Pro mě tato nemovitost představuje vyvrcholení mimořádné cesty”, on tvrdí.

Fotogalerie, inaugurace výzkumného centra "Belli".

Sven Panke: „Na každém patře směs výzkumných skupin spíše než tematické oblasti“

„Od fáze návrhu bylo naším cílem vytvořit budovu, ve které všechny různé komponenty podporují interakci a vědeckou výměnu“, pokračuje Panke.

Letos převezme otěže katedry a při svém projevu často pokyvuje hlavou a zároveň podtrhuje, jak všichni přítomní profesoři neustále přispívali k vybudování něčeho krásného na originálním konceptu: "Rozhodli jsme se, že každé patro by mělo mít spíše směs výzkumných skupin než organizované podle tematických oblastí."

Video, "lak" sídla institutů EOC, IOR a IRB

Experimentální biologie, teoretické výpočty a bioinženýrství v úzkém kontaktu

Oddělení je rozděleno do tří hlavních oblastí (experimentální biologie, teoretická výpočetní biologie a bioinženýrství) a v každém patře budovy sídlí mix experimentálních biologů, bioinformatiků a bioinženýrů, kteří pracují v přilehlých kancelářích a laboratořích.

„Rychle jsme si uvědomili, že jednou z hlavních výhod D-BSSE bylo sjednotit všechny tři tyto výzkumné oblasti pod jednu střechu, abychom povzbudili skupiny ke vzájemné komunikaci. A teď, když jsme všichni pod jednou střechou, je ještě snazší míchat a komunikovat.“, říká Panke.

„Toto je interdisciplinarita v akci a přitahuje výzkumníky z celého světa".

V Bellinzoně super pól excelence v biologických vědách

Vědci ze 42 zemí, případy Niko Beerenwinkel a Tanja Stadler

D-BSSE v současné době zaměstnává vědce ze 42 různých zemí.

Na stejné úrovni jako skupina vedená Niko Beerenwinkelem je například bioprocesní laboratoř Svena Pankeho.

Oba jsou silnými zastánci zvláštního poslání katedry, která se snaží spojit základní výzkum v biologických vědách s matematickým a počítačovým přístupem a zároveň začlenit technologickou a inženýrskou složku.

Panke se specializuje na miniaturizační techniky pro bioprocesní inženýrství, které lze použít k objevování a syntetické kontrole vylepšených variant buněk.

Beerenwinkel naproti tomu kombinuje matematiku, informatiku a umělou inteligenci s biologií a medicínou.

Mezi aplikace jeho výpočetních metod patří schopnost charakterizovat a popsat virová onemocnění na molekulární úrovni.

Jeho modely se ukázaly jako velmi užitečný nástroj během pandemie koronaviru.

Spolu s Tanjou Stadlerovou, profesorkou výpočetní evoluce na D-BSSE a předsedkyní Švýcarské vědecké poradní skupiny pro COVID-19, sehrál důležitou roli ve snaze identifikovat nové varianty viru a sledovat jejich vývoj a šíření.

V Luganu inovativní křižovatka mezi humanitními a přírodními vědami

Buňky, organoidy a mikroorganismy s vlastnostmi, které se v přírodě nevyskytují

Práce výzkumníků D-BSSE vychází ze základů systémové biologie.

Jeho cílem je vytvořit holistické porozumění fungování buněk, orgánů a organismů a časových a biochemických procesů, které je udržují při životě.

K jeho studiu výzkumníci obvykle používají velké soubory dat, generované vysoce výkonnými technologiemi, jako jsou sekvenátory DNA, stejně jako matematické modely a počítačové simulace.

Systémová biologie hraje důležitou roli i ve druhé výzkumné linii D-BSSE.

Jedná se o syntetickou biologii, jejímž hlavním cílem je produkovat buňky, organoidy a mikroorganismy s novými vlastnostmi, které se v přírodě nenacházejí, z nichž mnohé nabízejí potenciální léčebné výhody.

Nejvyšší mrakodrap ve Švýcarsku je chrámem inovací

Vedení: vakcíny a protilátky pro syntetickou imunologii a technologie lab-on-chip

Práce D-BSSE v oblasti bioinženýrství, která využívá DNA k regulaci buněk a organismů, má stejně praktický cíl.

Konkrétní výsledky tohoto výzkumu zahrnují vakcíny a protilátky pro syntetickou imunologii, stejně jako buněčné implantáty, které mohou pomoci v boji proti metabolickým poruchám, a miniaturizované platformy, jako jsou technologie lab-on-chip.

„Dvě z průkopnických oblastí práce našeho oddělení v Basileji jsou bioinženýrství a věda o výpočetních datech“, říká Panke, který je od roku 2009 součástí katedry biosystémových věd a inženýrství.

"Dává smysl, že také našim studentům ukazujeme výhody kombinace těchto dvou složek."

Video, futuristická věž 2 centrály Roche v Basileji

Myšlenka ETH vyklíčila v roce 2000 navzdory skepticismu curyšského tisku

Myšlenka na vytvoření biovědního výzkumného ústavu na ETH Basel začala klíčit v roce 2000.

Při pohledu zpět je jasné, jak odvážná tato vize byla.

Stejně chytré bylo rozhodnutí ETH Zurich v roce 2007 přeměnit D-BSSE na samostatné oddělení v Basileji a poskytnout mu bezpečné dlouhodobé financování.

Vývoj katedry biosystémových věd a inženýrství samozřejmě nebyl vždy na růžích ustláno: v roce 2003 například Neue Zürcher Zeitung v některých článcích uvedl, že projekt vytvoření základny ETH ve městě Porýní byl narazit na potíže.

Noviny vyjádřily úžas nad plány ETH Zurich na vytvoření plnohodnotného oddělení bioinženýrství nebo biomedicínského inženýrství v Basileji: "Taková velkolepá myšlenka se zdá téměř neuskutečnitelná."

Skepse novinářů se ale ukázala jako neopodstatněná.

Inovace a vědy o živé přírodě? Budoucnost… „malý poklad“ Aargau

Od areálu Rosental po budovu BSS současného kampusu Life Sciences

Další fáze rozvoje D-BSSE nastala přesunem z lokality Rosental do budovy BSS v kampusu Schällemätteli Life Sciences.

Vzhledem k tomu, že systémová biologie a syntetická biologie získávají na síle a znalosti v těchto oblastech pokračují vpřed, je kladen stále větší důraz na převádění poznatků základního výzkumu do lékařských aplikací.

"Dnes má systémová biologie často tak hluboké porozumění tomu, jak buňka funguje, že může poskytnout většinu informací pro řízení klíčových procesů v buňce.", vysvětluje Paro.

„S využitím těchto odborných znalostí mohou syntetickí biologové přeprogramovat buňku, aby provedla nový úkol. V budoucnu by tyto přeprogramované buňky mohly být použity pro terapeutické účely.“

4,2 miliardy franků navíc z vývojového centra Sisslerfeld

Úspěch translačního výzkumu v rámcích správné výrobní praxe

Ale takové buňky mohou být použity u pacientů pouze tehdy, jsou-li vyrobeny v souladu s nejpřísnějšími farmakologickými standardy.

Před přestěhováním neměla D-BSSE potřebnou infrastrukturu pro tento účel, ale nová budova BSS je vybavena zařízením GMP, tedy správné výrobní praxe.

"To znamená, že nyní můžeme přejít do translační fáze našeho výzkumu.", říká Paro.

"Pracováním za podmínek GMP můžeme vylepšit přeprogramované buňky a vyčistit je, aby mohly být použity v klinických studiích."

Jakou hodnotu má odvětví Life Science v italsky mluvícím Švýcarsku?

Lékařské ošetření s pomocí Univerzitní a Univerzitní nemocnice v Basileji

Novou strukturu GMP neboli Good Manufacturing Practice spravuje ETH Zurich ve spolupráci s Univerzitou v Basileji a Univerzitní nemocnicí v Basileji.

Poskytuje výzkumníkům přísně kontrolované prostředí pro výrobu produktů pro genovou, buněčnou a tkáňovou terapii, které splňují regulační požadavky pro klinické studie na lidech.

Tento vývoj směrem k translačnímu výzkumu byl také usnadněn novým umístěním D-BSSE v Life Sciences Campus v Schällemätteli, který se nachází v bezprostřední blízkosti Univerzitní nemocnice v Basileji, Univerzitní dětské nemocnice v Basileji a Biocentra University of University of Basilej.

Poblíž plánují postavit nové prostory také Katedra biomedicíny na univerzitě v Basileji a Výzkumné centrum pro zdraví dětí v Porýní.

Tato blízkost by měla dále urychlit převádění biologického výzkumu do lékařských aplikací.

Klíčová inovace biomedicínské čtvrti Mirandola