NYU revolutionerar hälsoforskning med tvärvetenskapligt angreppssätt

Ett nytt paradigm inom akademisk forskning

Den traditionella forskningsmodellen bygger på att experter från samma disciplin samlas för att förhoppningsvis generera användbara resultat. Biologer forskar på biologi, ingenjörer på teknik och läkare behandlar patienter. Men NYU Tandon School of Engineering har valt en annan väg.

På det nystartade Institute for Engineering Health är utgångspunkten sjukdomstillstånd snarare än akademiska discipliner. Istället för att fråga "Vad kan elektrotekniker bidra med till medicinen?" ställs frågan "Vad krävs för att bota allergisk astma?". Därefter samlas de forskare som kan besvara den frågan – oavsett om de är immunologer, datavetare, materialforskare eller AI-experter.

Tidiga framgångar visar potentialen

Resultaten pekar redan mot framgång. En kemitekniker och en elektrotekniker utvecklade tillsammans en enhet som kan detektera luftburna hot, inklusive sjukdomsalstrande patogener – och som nu är en framgångsrik startup. En ögonläkare med synnedsättning samarbetade med mekaniska ingenjörer för att skapa navigationshjälpmedel för blinda tunnelbanependlare. Jeffrey Hubbell, ledare för institutet, forskar vidare på "omvända vacciner" som kan omprogrammera immunförsvaret för att behandla sjukdomar som celiaki och allergier – ett arbete som kräver djup kunskap inom immunologi, molekylärteknik och materialvetenskap.

Från hämning till aktivering

Hubbell menar att modern medicin har optimerats kring en enda strategi: att utveckla läkemedel som blockerar specifika molekyler eller hämmar riktade immunsvar. Antikroppsteknik har varit hörnstenen i denna metod. "Den är verkligen skräddarsydd för att blockera en sak i taget", säger han.

Men Hubbell ställer en annan fråga: Vad händer om man istället främjar det goda och skapar en kedjereaktion som motverkar flera skadliga processer samtidigt?

Inom inflammation skulle man kunna styra systemet mot immunologisk tolerans istället för att blockera inflammatoriska molekyler en i taget. Inom cancerbehandling skulle man kunna aktivera proinflammatoriska vägar i tumörens omgivning för att övervinna flera immunsuppressiva mekanismer på en gång.

Denna förskjutning från hämning till aktivering kräver en helt ny verktygslåda – och en annan typ av forskare. "Vi använder biologiska molekyler som proteiner eller materialbaserade strukturer – lösliga polymerer, supramolekylära nanomaterial – för att driva dessa grundläggande funktioner", förklarar Hubbell. Man kan inte utveckla sådana metoder om man endast förstår biologi, materialvetenskap eller immunologi. Man behöver behärska alla tre.

Hur fostrar man tvärvetenskapliga forskare?

Frågan blir då: Hur skapar man forskare med denna tvärvetenskapliga bredd? Enligt Hubbell handlar det inte om traditionella utbildningsvägar. "Det kommer att finnas personer som arbetar med AI, datavetenskap och teoretisk beräkningsvetenskap, personer som sysslar med immunoingenjörsvetenskap och annan biologisk ingenjörskonst, personer som arbetar med materialvetenskap och kvantteknik – alla i nära samarbete med varandra."

Denna modell kräver en ny typ av forskningsmiljö där gränserna mellan discipliner suddas ut och innovation uppstår i skärningspunkterna mellan dem.