Институт биологически вдохновленной инженерии Висса

Некоммерческий биомедицинский научно-исследовательский институт

Институт Висса по инженерии, вдохновленной биологическими принципами (произносится как /v iːs / " veese " ) — междисциплинарный научно-исследовательский институт в Гарвардском университете, сосредоточенный на преодолении разрыва между академией и промышленностью ( трансляционная медицина ), черпая вдохновение из принципов дизайна природы для решения проблем в здравоохранении и окружающей среде. Он сосредоточен на области инженерии, вдохновленной биологическими принципами, чтобы отличаться от биоинженерии и биомедицинской инженерии . Институт также сосредоточен на приложениях, создании интеллектуальной собственности и коммерциализации. ^[2]

Институт Висса расположен в медицинском районе Лонгвуд в Бостоне и насчитывает 375 штатных сотрудников. ^[3] Институт Висса организован вокруг восьми основных направлений, каждое из которых объединяет преподавателей, постдоков, научных сотрудников и штатных ученых. Основные направления: биоинспирированная терапия и диагностика, диагностические ускорители, иммуноматериалы, живые клеточные устройства, молекулярная робототехника, 3D-органная инженерия, предиктивная биоаналитика и синтетическая биология. ^[4]

История

Хансйорг Висс , спонсор Института Висса

В 2005 году Гарвардский университет создал рабочую группу факультета для разработки концепции будущего биоинженерии. ^[5] Группа называлась Гарвардский институт биологической инженерии (HIBIE), а комитет был сосредоточен на синтетической биологии, живых материалах и биологическом контроле. ^[6] Сопредседателями HIBIE были профессора Гарварда Дональд Э. Ингбер и Дэвид Дж. Муни . В январе 2009 года институт был преобразован в Институт Висса после получения пожертвования в размере 125 миллионов долларов от Хансйорга Висса . Ингбер стал директором-основателем Института Висса, а Дэвид Муни стал одним из основателей основного преподавательского состава, наряду с профессорами Джоанной Айзенберг , Дэвидом А. Эдвардсом , Китом Паркером , Джорджем М. Уайтсайдсом , Джорджем Чёрчем , Эри Голдбергером , Уильямом Ши, Робертом Вудом , Джеймсом Дж. Коллинзом , Л. Махадеваном , Радикой Нагпал и Памелой Сильвер . ^[7]

В 2013 году Хансйорг Висс пожертвовал Гарвардскому университету еще 125 миллионов долларов, удвоив свой первоначальный взнос. Финансирование было использовано для дальнейшего развития междисциплинарных исследований института, которые включают в себя ДНК-инженерию, очистку крови от токсинов, вибрирующие стельки, помогающие пожилым людям сохранять равновесие, и вакцину против меланомы. ^[8] В 2019 году Хансйорг Висс пожертвовал третий взнос в размере 131 миллиона долларов Институту Висса. ^[3] В 2020 году Институт Висса и Northpond Ventures, венчурная фирма из Мэриленда, создали Лабораторию биоинженерных исследований и инноваций в Институте Висса. Финансирование в размере 12 миллионов долларов поддерживает исследования, связанные с РНК-терапией, генной инженерией и новыми методами доставки лекарств. ^{[9] [10] [11]}

В течение первых десяти лет своего существования институт также создал 29 стартапов для коммерциализации разработок Института Висса. ^[3]

Научные разработки

Первоначально институт был основан четырнадцатью преподавателями Гарвардского университета . В институте было около 40 ученых и инженеров в составе команды передовых технологий, организованной вокруг шести технологических платформ и двух кросс-платформенных инициатив в областях технологий адаптивных материалов, биоинспирированной мягкой робототехники, биомиметических микросистем, иммуноматериалов, живых клеточных устройств, молекулярной робототехники, синтетической биологии и 3D-органной инженерии. ^{[2] [12]} Институт Висса отвечал за ряд научных разработок и спин-оффов.

«Легкое на чипе», разработанное Институтом Висса

• В 2010 году Дональд Ингбер создал первый 3D- орган на чипе , который имитирует человеческое легкое. ^[13] После легкого на чипе команда создала почку на чипе и кишечник на чипе. ^[14] В 2014 году Emulate отделилась, чтобы сделать чипы органов коммерчески доступными для других ученых, чтобы использовать их для моделирования заболеваний и тестирования лекарств, ^{[15] [16] [17]} в том числе в Johnson & Johnson , Merck , Takeda , Roche и Cedars-Sinai Medical Center . ^[18]
• В 2013 году Конор Уолш разработал мягкий экзокостюм , который использует текстиль и кабели для копирования мышц ног, что может помочь здоровому владельцу не уставать так быстро и помочь людям с ограниченными физическими возможностями восстановить свои мышцы и повысить подвижность. ^{[19] [20]} В 2016 году ReWalk robotics лицензировала технологию экзокостюма для лечения инсульта, рассеянного склероза (РС) и ограничений подвижности. ^[21] В 2019 году ReWalk получила разрешение от FDA на продажу своего мягкого экзокостюма ReStore для реабилитации людей, переживших инсульт. ^[22]

Армия США оценивает футуристический мягкий экзокостюм DARPA , созданный в Институте Висса

• В 2013 году Дэвид Муни и Институт рака Дана-Фарбер начали клиническое испытание первой фазы имплантируемой противораковой вакцины . ^{[23] [24]} В 2018 году швейцарская фармацевтическая компания Novartis лицензировала технологию. Муни также разработал инъекционные версии своей противораковой вакцины. ^[25]
• В 2014 году Дженнифер А. Льюис разработала чернила и процесс 3D-биопечати органов, которые могут быть пригодны для трансплантации человеку. ^[26] В 2022 году Trestle Biotherapeutics лицензировала технологию разработки 3D-биопечатной почечной ткани у Гарвардского университета. ^{[27] [28]}
• В 2014 году Джеймс Дж. Коллинз и Массачусетский технологический институт разработали недорогой диагностический метод, состоящий из клеточных «машин» (белков, нуклеиновых кислот и рибосом), замороженных на бумаге. ^[29] Команда протестировала свой диагностический метод с вирусом Эбола , а в 2016 году они протестировали его с вирусом Зика . ^[30] В 2021 году технология была лицензирована Sherlock Biosciences . ^[31]
• В 2015 году Дональд Ингбер разработал белок крови, который связывается с более чем 90 патогенами, вызывающими сепсис, включая бактерии, грибки, вирусы и паразитов. ^[32] Технология была лицензирована BOA Biomedical и одобрена в 2021 году FDA для проведения клинических испытаний на людях. ^[33]
• В 2015 году Конор Уолш разработал мягкую роботизированную перчатку для восстановления подвижности людей с нарушенной функцией руки. ^{[34] [35]} В 2021 году компания Imago Rehab отделилась от компании и разработала мягкую роботизированную перчатку для реабилитации после инсульта. ^[36]
• В 2017 году Дэвид Дж. Муни, вдохновленный липкими свойствами выделений слизняка Arion subfuscus , разработал нетоксичный гидрогелевый клей, который прилипает к влажным поверхностям и растягивается, что делает его идеальным для использования внутри тела. ^[37]
• В 2019 году Джордж Чёрч опубликовал исследование по комбинированной генной терапии для лечения множественных возрастных заболеваний у мышей, включая диабет, болезни сердца и почек. Команда основала Rejuvenate Bio для дальнейшего развития технологии лечения возрастных заболеваний у собак. ^[38]
• В 2019 году лаборатория Джорджа Чёрча разработала подход машинного обучения для создания более эффективных аденоассоциированных вирусов (AAV), которые являются средствами доставки для генной терапии. Эта команда отделила Dyno Therapeutics для продолжения разработки усовершенствованных AAV. ^[38] Dyno Therapeutics сотрудничает с фармацевтическими компаниями Novartis , Sarepta Therapeutics и Roche . В 2021 году Dyno Therapeutics привлекла $100 млн в рамках серии A. ^[39]
• В 2020 году Майкл Левин и Джош Бонгард разработали новую синтетическую форму жизни под названием ксеноботы, сделанные из клеток кожи и клеток сердечной мышцы африканской когтистой лягушки ( Xenopus laevis ). Ученые используют программу искусственного интеллекта для проектирования ксеноботов для выполнения желаемых функций, изучая, как клетки взаимодействуют для создания сложных тел во время морфогенеза , и более широко изучая регенеративную медицину. ^{[40] [41] [42] [43] [44]}
• В 2021 году Дженнифер А. Льюис и Массачусетская больница глаз и ушей разработали PhonoGraft, регенеративный трансплантат барабанной перепонки, напечатанный на 3D-принтере. Команда запустила стартап-компанию, которая была приобретена Desktop Health, дочерней компанией Desktop Metal . ^{[45] [46]}
• В 2021 году Памела Сильвер сконструировала бактерии, которые питаются парниковыми газами, чтобы затем производить жиры, похожие на животные и растительные жиры, а также полимеры, похожие на те, что производятся из нефтехимических продуктов. ^{[47] [48]}

Ответ на COVID

Во время пандемии COVID-19 Институт Висса участвовал в нескольких заметных начинаниях. Это включало разработку диагностической маски для лица, которая может обнаруживать РНК SARS-CoV-2 в дыхании пользователя, ^{[49] [50]} и применение технологии eRapid для обнаружения нуклеиновых кислот генома SARS-CoV-2. ^[51] Технология будет лицензирована Antisoma Therapeutics как диагностический тест на COVID-19 в месте оказания медицинской помощи. ^[52] Выявление незадокументированного загрязнения нуклеиновыми кислотами во время рутинных экспериментов, которое непреднамеренно вызывало ложные положительные результаты на COVID-19, [ ^53] привело к разработке новых протоколов безопасности для защиты исследователей и обеспечения целостности данных. ^[54] Новые носовые мазки, которые можно было бы изготавливать быстрее и проще, что положило начало стартапу Rhinostics. ^{[55] [56] [57]} Использование вычислительных подходов и чипов органов для повторного использования одобренных FDA препаратов, таких как амодиахин, для профилактики или лечения COVID-19. ^{[58] [59]}

Смотрите также

• Биовдохновение
• Центр био- и нейроинженерии Висса в Швейцарии

Ссылки

1. "FAQ". Институт Висса . Получено 9 мая 2022 г.
2. Tolikas, M; Antoniou, A; Ingber, DE (сентябрь 2017 г.). «Институт Висса: новая модель для инноваций и трансляции медицинских технологий через академическо-промышленный интерфейс». Биоинженерия и трансляционная медицина . 2 (3): 247–257. doi :10.1002/btm2.10076. PMC 5689495. PMID  29313034 . 
3. Кузниц, Элисон (7 июня 2019 г.). «Выпускник Гарварда пожертвовал $131 млн исследовательскому институту». BostonGlobe.com . Получено 17.03.2022 .
4. "Институт Висса | Институт Висса в Гарварде". Институт Висса . Получено 2022-03-17 .
5. Моне, Грегори (апрель 2013 г.). «Better Nature». Журнал Discover . Получено 17.03.2022 .
6. "Инженерная биоинженерия". Harvard Magazine . Январь 2009. Получено 2022-03-17 .
7. Толикас, Мэри; Антониу, Айис; Ингбер, Дональд Э. (11 августа 2017 г.). «Институт Висса: новая модель для инноваций и трансляции медицинских технологий на академическо-промышленном интерфейсе». Биоинженерия и трансляционная медицина . 2 (3): 247–257. doi :10.1002/btm2.10076. ISSN  2380-6761. PMC 5689495. PMID 29313034  . 
8. Джонсон, Кэролин И. (21 мая 2013 г.). «Предприниматель дает 125 млн долларов Гарварду». BostonGlobe.com . Получено 17.03.2022 .
9. ДеАнджелис, Эллисон (20 ноября 2020 г.). «Чашка Петри: венчурное партнерство Института Висса и фирма медицинских технологий рассматривают возможность слияния и поглощения». www.bizjournals.com . Получено 17.03.2022 .
10. «Висс жертвует еще 131 миллион долларов Гарвардскому институту, носящему его имя». Harvard Gazette . 7 июня 2019 г.
11. «Запуск области биологически вдохновленной инженерии». Институт Висса . 18 октября 2016 г.
12. "Модель Института Висса". Институт Висса . 14 сентября 2017 г.
13. Веннер Мойер, Мелинда (1 марта 2011 г.). «Органы на чипе для ускорения разработки лекарств». Scientific American .
14. Гебельхофф, Роберт (18 июня 2015 г.). «Исследователи по всей стране помещают органы на чипы». Washington Post . ISSN  0190-8286 . Получено 18.03.2022 .
15. Харрис, Ричард (2 января 2015 г.). «Исследователи создают искусственные органы, которые помещаются в вашей руке». NPR . Получено 18.03.2022 .
16. Bluestein, Adam (2022-03-08). "10 самых инновационных биотехнологических компаний 2022 года". Fast Company . Получено 2022-03-18 .
17. Уолрат, Роуэн (7 сентября 2021 г.). «Производитель органов на чипе Emulate eyes extension with $82M round». Boston Business Journal . Получено 18.03.2022 .
18. Зальцман, Джонатан (20 февраля 2018 г.). «2 фармацевтических гиганта, калифорнийская больница будут использовать «орган-на-чипе» бостонской фирмы». Boston Globe . Получено 18.03.2022 .
19. "Harvard Biodesign Lab". biodesign.seas.harvard.edu . Получено 2022-03-18 .
20. Subbaraman, Nidhi (25 июня 2013 г.). «Реальный сверхмощный «экзокостюм»: лучше, быстрее, сильнее… мягче». NBC News . Получено 18.03.2022 .
21. Вассерман, Эмили (17 мая 2016 г.). «ReWalk и Институт Висса объединяются для разработки экзоскелета нижних конечностей». Fierce Biotech . Получено 18.03.2022 .
22. "FDA выдает разрешение на ReStore™ Exo-Suit, первую мягкую роботизированную систему для терапии инсульта". PR Newswire . 4 июня 2019 г. Получено 18.03.2022 .
23. «Междисциплинарная группа из Гарвардского университета и Института рака Дана-Фарбера представляет новую терапевтическую вакцину от рака для клинических испытаний на людях». Институт Висса . 6 сентября 2013 г. Получено 17 марта 2022 г.
24. Брэдт, Стив (25 ноября 2009 г.). «Первая противораковая вакцина для устранения опухолей у мышей». Harvard Gazette . Получено 17.03.2022 .
25. Скэнлон, Джесси (2 августа 2018 г.). «Биотехнологический бум в Бостоне может принести новые смелые методы лечения рака — The Boston Globe». BostonGlobe.com . Получено 17.03.2022 .
26. Групман, Джером (17 ноября 2014 г.). «Print Thyself». The New Yorker . Получено 17.03.2022 .
27. Гарт, Элеанор (22 февраля 2022 г.). «Заместительная почечная терапия, облегчаемая новой инженерной технологией Wyss». Longevity.technology — последние новости, мнения, анализ и исследования . Получено 17.03.2022 .
28. Геллерман, Брюс (22 ноября 2017 г.). «Как 3D-биопечать может произвести революцию в замене органов». www.wbur.org . Получено 17.03.2022 .
29. Макнил, Дональд Г. младший (2016-05-06). «Исследователи представили экспресс-тест на вирус Зика». The New York Times . ISSN  0362-4331 . Получено 24.03.2022 .
30. Смит, Амелия (28 октября 2014 г.). «Новый карманный блоттер-тест может обнаружить штаммы вируса Эбола всего за 30 минут». Newsweek . Получено 17.03.2022 .
31. «Sherlock Biosciences начинает предоставлять более качественные, быстрые и доступные диагностические тесты по всему миру с помощью инженерной биологии». www.businesswire.com . 21 марта 2019 г. . Получено 17.03.2022 .
32. Оркатт, Майк (18 сентября 2015 г.). «Портативный очиститель крови для лечения сепсиса». MIT Technology Review . Получено 17.03.2022 .
33. Шридхаран, Рукмани (19 мая 2021 г.). «Фильтр патогенов GARNET для лечения сепсиса: эксклюзивно с Нишей Вармой, главным операционным директором BOA Biomedical | Medgadget». www.medgadget.com . Получено 17.03.2022 .
34. Куинн, Кристина (8 октября 2015 г.). "WATCH: The Robotic Glove Of The Future". GBH News . Получено 18.03.2022 .
35. Гейтс, Билл (8 января 2019 г.). «Боты, штаны и пчелы». Заметки Гейтса: Блог Билла Гейтса . Получено 18.03.2022 .
36. Эдвардс, Дэвид (3 марта 2022 г.). «Администрация Бейкера-Полито выделяет Гарвардскому и Бостонскому университетам 3 миллиона долларов на исследования в области вспомогательной робототехники». Новости робототехники и автоматизации . Получено 18.03.2022 .
37. Бичелл, Рэй Эллен (27 июля 2017 г.). «Слизь слизняка вдохновляет ученых на изобретение липкого хирургического клея». NPR . Получено 18.03.2022 .
38. LeMieux, Julianna; PhD (3 декабря 2019 г.). "Оптимизация AAV в надежде на ускорение генной терапии". GEN - Новости генной инженерии и биотехнологии . Получено 17.03.2022 .
39. Уолрат, Роуэн (6 мая 2021 г.). «Основанный Джорджем Чёрчем стартап в области генной терапии получает вливание в размере 100 млн долларов». www.bizjournals.com . Получено 17.03.2022 .
40. Кригман, Сэм; Блэкистон, Дуглас; Левин, Майкл; Бонгард, Джош (28.01.2020). «Масштабируемый конвейер для проектирования реконфигурируемых организмов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 117 (4): 1853–1859. Bibcode : 2020PNAS..117.1853K. doi : 10.1073/pnas.1910837117 . ISSN  0027-8424. PMC 6994979. PMID 31932426  . 
41. Саймон, Мэтт (13 января 2020 г.). «Встречайте Xenobot, новый жуткий вид программируемого организма». Wired . ISSN  1059-1028 . Получено 18.03.2022 .
42. Сокол, Джошуа (2020-04-03). «Познакомьтесь с ксеноботами, виртуальными существами, воплощенными в жизнь». The New York Times . ISSN  0362-4331 . Получено 2022-03-18 .
43. Джесси Йенг (14 января 2020 г.). «Ученые построили первых в мире живых самовосстанавливающихся роботов». CNN . Получено 18.03.2022 .
44. Лин, Конни (2021-11-30). «Первые в мире «живые роботы» могут самовоспроизводиться, вселяя надежду на регенеративную медицину». Fast Company . Получено 2022-03-18 .
45. Лин, Кевин (16 июля 2021 г.). «Как 3D-печатный трансплантат может ускорить заживление разорванных барабанных перепонок». STAT . Получено 18.03.2022 .
46. Хаселтайн, Уильям А. (9 августа 2021 г.). «Лечение разорванных барабанных перепонок с помощью нового 3-D-печатного трансплантата». Forbes . Получено 18.03.2022 .
47. Уолрат, Роуэн (30 марта 2021 г.). «Внутри проектной инженерии Института Висса „жиры по требованию“». Boston Business Journal . Получено 18.03.2022 .
48. Лефф, Джессика (27 апреля 2021 г.). «Мощный дуэт, создающий будущее устойчивости». Институт Вайсса . Получено 18.03.2022 .
49. Оливер, Сюзанна (27.03.2021). «Высокотехнологичные маски для лица направлены на усиление борьбы с COVID-19». Wall Street Journal . ISSN  0099-9660 . Получено 18.03.2022 .
50. Верма, Праншу (29 июня 2021 г.). «Маска для лица, способная обнаружить COVID? У исследователей из Гарварда и Массачусетского технологического института есть технология, которая делает это возможным». The Boston Globe . Получено 18.03.2022 .
51. ЛеМье, Джулианна (2 августа 2021 г.). «Методы обнаружения вирусов получают импульс благодаря ответу на COVID-19». Новости генной инженерии и биотехнологии . Получено 18.03.2022 .
52. «Компания iQ Group Global получила всемирную лицензию на технологию eRapid Гарвардского университета для домашнего диагностического тестирования». Yahoo! Finance . 8 марта 2022 г. Получено 18.03.2022 .
53. Робинсон-Маккарти, Линдси Р.; Михалис, Александр Дж.; Фильсингер, Габриэль Т.; де Пуч, Хелена; Донгия, Нина М.; Шаус, Томас Э.; Расмуссен, Роберт А.; Феррейра, Рафаэль; Луншоф, Жантин Э.; Чао, Джордж; Тер-Ованесян, Дмитрий (15.01.2021). «Аномальные тесты на COVID-19 мешают исследователям». Science . 371 (6526): 244–245. Bibcode :2021Sci...371..244R. doi : 10.1126/science.abf8873 . ISSN  0036-8075. PMID  33446547. S2CID  231606801.
54. Ву, Кэтрин Дж. (12.11.2020). «Эти исследователи дали положительный результат. Но причиной был не вирус». The New York Times . ISSN  0362-4331 . Получено 18.03.2022 .
55. Куинн, Кристина (4 мая 2020 г.). «В эпоху коронавируса, как врачи становятся изобретателями». GBH News . Получено 18.03.2022 .
56. Уолрат, Роуэн (18 июня 2021 г.). «Продлится ли быстрая дружба?». Boston Business Journal . Получено 18.03.2022 .
57. "Гарвардский университет лицензирует технологию сбора мазков из носа для Rhinostics". Medical Device Network . 5 мая 2021 г. Получено 18.03.2022 .
58. Уолрат, Роуэн (18 июня 2020 г.). «Институт Висса получает 16 млн долларов на повторное использование одобренных FDA препаратов для лечения COVID-19». Boston Business Journal . Получено 18.03.2022 .
59. Вайнтрауб, Арлин (2021-05-03). «Как новые модели «легких на чипе» из Гарварда продвигают открытие лекарств от COVID-19». Fierce Biotech . Получено 2022-03-18 .

Внешние ссылки

• Официальный сайт

42°22′52″с.ш. 71°06′59″з.д. / 42,38122°с.ш. 71,11626°з.д. / 42,38122; -71,11626