Pittsburgh w Pensylwanii, niegdyś epicentrum amerykańskiego przemysłu stalowego, przekształca się z poprzemysłowego miasta przemysłowego w kwitnące centrum nauk przyrodniczych.

Kluczowe cechy tej transformacji obejmują połączenie klinik zajmujących się leczeniem ran — w całym stanie — w sieć badawczą; kładąc nacisk na współpracę przemysłową i akademicką; integracja nauk biologicznych ze sztuczną inteligencją (AI) i uczeniem maszynowym; oraz budowa BioForge, nowego centrum produkcji biofarmaceutycznej nad brzegiem rzeki Monongahela.

Rozmach jest tak wielki, że dr Chandan Sen i ponad 30 badaczy i personelu laboratoryjnego przenosi się do Szkoły Medycznej Uniwersytetu w Pittsburghu (Pitt) z Uniwersytetu Indiana. Badacze ci ustalili, że posunięcie to jest integralną częścią pomocy opracowywanym przez nich technologiom w uzyskaniu optymalnego wpływu na opiekę zdrowotną.

Sen dołącza do tego ekosystemu 1 lipca jako wicekanclerz ds. innowacji w naukach przyrodniczych i komercjalizacji technologii w Pitt School of Medicine oraz jako współdyrektor McGowan Institute for Regenerative Medicine, jednego z wcześniejszych instytutów medycyny regeneracyjnej w USA. Będzie także CSO linii obsługi ran w Centrum Medycznym Uniwersytetu w Pittsburghu (UPMC).

Do Pitta przeszedł ze stanowiska dyrektora Centrum Medycyny Regeneracyjnej i Inżynierii w stanie Indiana oraz, wśród wielu swoich nominacji, głównego badacza stanu Indiana w Narodowym Instytucie Cukrzycy i Chorób Trawiennych i Nerek (NIDDK) Diabetic Foot Consortium.

Na swoich nowych stanowiskach „będę pracował na Pitt and Carnegie Mellon University, aby rozwijać ekosystem innowacji w naukach przyrodniczych w Pittsburghu”, mówi Sen w rozmowie z GEN. Ten ekosystem obejmuje School of Medicine oraz BioForge.

Rozszerzanie możliwości badawczo-rozwojowych

„Pilnym problemem jest rosnąca częstość amputacji stopy cukrzycowej” – kontynuuje Sen. Amputacja pociąga za sobą ogromne koszty, nie tylko w postaci dolarów, ale także utraty produktywności oraz rosnących obciążeń dla pacjenta, rodziny i systemu opieki zdrowotnej. „Często innowacje są izolowane”, mówi, więc połączenie klinik leczenia ran UPMC w całym stanie w sieć badawczą, która generuje bezprecedensowe dane, „jest niezrównanym zasobem”.

Kolejną mocną stroną jest zastosowanie nanotechnologii w zdrowiu człowieka. Jednym z przykładów, jak mówi Sen, „jest nanotransfekcja tkanek (TNT), technologia oparta na chipie krzemowym i ładunek genetyczny, który przeprogramowuje tkankę biologiczną w ciele. Pokazaliśmy, że komórki skóry. nie naczynia krwionośne skóry, mogą zostać przekształcone w komórki naczyniowe i tworzyć funkcjonalne naczynia krwionośne w przypadkach, gdy naczynia krwionośne zostały uszkodzone”.

Oprócz przeprogramowania waskulogennego, Sen jest również zaangażowany w przeprogramowanie neurogenne w celu stworzenia funkcjonalnych komórek nerwowych. Projekty te przechodzą do badań translacyjnych.

Mówi, że zdolność do prowadzenia badań nad naczelnymi była główną atrakcją Pittsburgha, podobnie jak historia udanego rozwoju i komercjalizacji technologii Instytutu Medycyny Regeneracyjnej McGowan.

„Nasze przybycie wzmocni komponenty biotechnologiczne i kliniczne tego instytutu… tak, że zarówno bioinżynieria, jak i rozwiązania biotechnologiczne/kliniczne mogą razem napędzać postęp medycyny regeneracyjnej”.

Wykorzystanie masy krytycznej

Ekosystem biofarmaceutyczny w Pittsburghu osiągnął masę krytyczną, która według Sen jest atrakcyjna. Cytuje stale rosnące nagrody od NIH jako dowód rosnącego rozmachu. W szczególności nagrody Pitta wzrosły z 570 milionów dolarów w 2020 roku, do prawie 623 milionów dolarów w 2021 roku, do ponad 675 dolarów w 2022 roku. W pierwszym kwartale 2023 roku Pitt otrzymał 180,2 miliona dolarów w 378 nagrodach. Z kolei Indiana University / Purdue University w Indianapolis otrzymał 229 milionów dolarów nagród NIH w 2022 roku i 55,4 miliona dolarów w 121 nagrodach w pierwszym kwartale 2023 roku, zgodnie z danymi NIH.

Z tym finansowaniem wiążą się zarówno zobowiązania społeczne, jak i naukowe, mówi Sen. „Naukowcy zajmujący się biomedycyną muszą pamiętać o konkretnych lukach, które sprawiają, że wysoce obiecujące innowacje nie przynoszą korzyści ludziom. Dolary podatników finansują granty federalne, które są naszym głównym źródłem finansowania badań, więc mam obowiązek dotrzeć do społeczeństwa… aby było lepsze”.

Gdy Sen przybędzie tego lata do Pittsburgha, mówi, że planuje zachęcić do większej współpracy z przemysłem i środowiskiem akademickim. „Wsparcie przywództwa na najwyższym poziomie umożliwia efektywną współpracę między Pittem a Carnegie Mellon University. Będziemy szukać wielu partnerów przemysłowych do współpracy przy wprowadzaniu niektórych z tych technologii na rynek”.

Przewiduje, że zastosowanie talentu inżynieryjnego AI do wyzwań biologicznych „umożliwi rozwój nowatorskich rozwiązań AI w opiece zdrowotnej. Wierzymy, że w ciągu następnej dekady sztuczna inteligencja zmieni kształt opieki zdrowotnej, czyniąc ją bardziej przystępną cenowo i spersonalizowaną. Od nas zależy zaangażowanie i kształtowanie tej przyszłości”.

Sen przyrównuje ekspansję sztucznej inteligencji w opiece zdrowotnej do wypraw naukowców akademickich do przemysłu. „Sztuczna inteligencja powinna być w rękach tych, którzy wiedzą, jak odpowiedzialnie nią zarządzać”. Wiąże się to z rozwijaniem kompetentnego nadzoru regulacyjnego, jak również wiedzy deweloperskiej. Dlatego zamiast skupiać się na możliwych rezultatach, zaleca opanowanie tematu. W ten sposób „nie tylko opracowujesz nowe rozwiązania, ale co ważniejsze, uczysz się także zarządzać ryzykiem”.

Opierając się na rozmachu

Ekosystem nauk przyrodniczych w Pittsburghu kwitnie, a Sen mówi: „Jego dynamika jest namacalna. W Pittsburghu rozgrywa się poważna nauka translacyjna.

Mając tak ogromne możliwości na wyciągnięcie ręki, Sen mówi, że jego bezpośrednim wyzwaniem jest skuteczna integracja z tym środowiskiem, a następnie określenie obszarów, w których może najlepiej katalizować generowanie wpływu. „Aby uczestniczyć w przełomowych innowacjach, trzeba naprawdę zrozumieć lokalny krajobraz i jego braki” — mówi. „Te kroki już są w ruchu”.

Potrzebne jest skuteczniejsze partnerstwo przemysłowe. Wzywa przemysł i naukowców, aby podjęli pewne ryzyko i „zasiedli do stołu (aby współpracować) w efektywny sposób. W tej chwili obie strony są jakby strzeżone, jeśli chodzi o podział ryzyka.

BioForge Uniwersytetu w Pittsburghu może pomóc, umożliwiając pobliską bioprodukcję dla projektów w miarę ich skalowania, a także mokre laboratoria i inkubacje. Położony na terenie przemysłowym Hazelwood Green o powierzchni 178 akrów, BioForge zaoferuje od 150 000 do 200 000 stóp kwadratowych powierzchni.

Sen wydaje się wyczuwać, że pod pewnymi względami jest na osi czasu. W wieku 56 lat mówi: „Moim zdaniem mam przed sobą może kolejne 10 lat wielkiego czasu (wkład naukowy). Muszę mądrze spędzić następne 10 lat.

Dołączając do Pitta i McGowan Institute, chce zmaksymalizować ten potencjalny wkład, umożliwiając produktywną współpracę przemysłu i środowiska akademickiego oraz poprawiając leczenie ran, tak aby mniej diabetyków traciło kończyny i jakość życia.