NYU revolusjonerer helseforskning med tverrfaglig samarbeid

Tradisjonell akademisk forskning har ofte fulgt et fast mønster: Samle eksperter innenfor én disiplin, plassere dem i samme bygning og håpe at noe nyttig oppstår. Biologer forsker på biologi. Ingeniører jobber med ingeniørfag. Medisinske fakulteter behandler pasienter.

Men NYU Tandon School of Engineering snur dette konseptet på hodet. Ved det nylig opprettede Institute for Engineering Health er forskningen organisert rundt sykdomsbilder heller enn tradisjonelle fagfelt. I stedet for å spørre «hvordan kan elektroteknikk bidra til medisin?», stiller de spørsmålet «hvordan kan vi kurere allergisk astma?», og samler deretter de som kan bidra til svaret – uavhengig av fagbakgrunn. Dette inkluderer immunologer, beregningsbiologer, materialvitenskapsfolk, AI-forskere og trådløs kommunikasjonseksperter.

Tverrfaglig samarbeid gir konkrete resultater

De tidlige resultatene tyder på at tilnærmingen fungerer. En kjemiker og en elektroingeniør samarbeidet om å utvikle en enhet som kan oppdage luftbårne trusler, inkludert sykdomsfremkallende patogener – teknologien er nå kommersialisert som en startup. En synshemmet lege samarbeidet med mekaniske ingeniører for å skape navigasjonsteknologi for blinde t-baneridere. Og instituttets leder, Jeffrey Hubbell, jobber med «inverse vaksiner» som kan omprogrammere immunsystemet for å behandle tilstander som cøliaki og allergier – arbeid som krever like stor kompetanse innen immunologi, molekylær ingeniørkunst og materialvitenskap.

Fra hemming til aktivering av biologiske prosesser

Bakgrunnen for disse samarbeidene er både konseptuell og organisatorisk. Hubbell påpeker at moderne medisin i stor grad har optimalisert én strategi: utvikling av legemidler som blokkerer spesifikke molekyler eller undertrykker målrettede immunresponser. Antistoffteknologi har vært sentral i denne tilnærmingen.

«Dette er virkelig skreddersydd for å blokkere én ting av gangen,» sier Hubbell. «Den farmasøytiske industrien har blitt usedvanlig dyktig til å skape slike hemmere, hver designet for å stenge én bestemt vei.»

Men Hubbell stiller et annet spørsmål: Hva om man i stedet for å blokkere én dårlig prosess, kunne fremme én god prosess som samtidig motvirker flere dårlige veier? Innen betennelsesforskning: Kunne man få immunsystemet til å tolerere skadelige stoffer i stedet for å blokkere inflammatoriske molekyler én etter én? Innen kreftforskning: Kunne man aktivere pro-inflammatoriske veier i tumor-miljøet for å overvinne flere immunsuppressive trekk samtidig?

Denne overgangen fra hemming til aktivering krever et fundamentalt annerledes verktøysett – og en annen type forsker.

«Vi bruker biologiske molekyler som proteiner, eller materialbaserte strukturer – løselige polymerer, supramolekylære nanomaterialer – for å drive disse mer grunnleggende egenskapene,» forklarer Hubbell. «Du kan ikke utvikle slike tilnærminger hvis du bare forstår biologi, eller bare materialvitenskap, eller bare immunologi. Du trenger forståelse og beherskelse av alle tre.»

Han legger til: «Det vil være folk som jobber med AI, datascience, beregningsvitenskap, immunoteknologi og annen biologisk ingeniørkunst, samt materialvitenskap og kvanteingeniørfag – alle i nær tilknytning til hverandre.»

Hvordan fostre tverrfaglige forskere?

Spørsmålet blir da: Hvordan utdanner man forskere med slik bred, tverrfaglig kompetanse? Ifølge Hubbell er svaret ikke det man kanskje skulle tro.

«Det kan ha vært en tid da man trodde at man måtte lære alt om ett felt først, før man kunne bevege seg over i et annet. Men i dag krever det motsatte: Å integrere kunnskap fra flere felt fra starten av,» sier Hubbell.

Instituttet satser derfor på tverrfaglige utdanningsprogrammer og felles forskningsprosjekter der studenter og forskere fra ulike fagfelt jobber side om side. Målet er å utvikle en ny generasjon forskere som kan tenke utover tradisjonelle faggrenser og skape innovative løsninger på komplekse helseutfordringer.