Gemeinsam die nächste Generation Biomediziner:innen ausbilden und fördern

Die ETH Zürich und die Firma Roche werden in zwei neuen Forschungs- und Ausbildungsprogrammen näher zusammenarbeiten. Im Fokus stehen Entwicklung und Anwendung von neuen Methoden des Bioengineerings sowie von neuartigen zellulären und genetischen Modellsystemen des Menschen. Von diesen Zukunftstechnologien versprechen sich beide Partner, die molekularen Mechanismen von gesunden und kranken menschlichen Organen besser untersuchen, verstehen und beeinflussen zu können. Denn solche Modelle gelten als leistungsstarke Hilfsmittel, um neue molekulare Zielstrukturen für potenzielle Therapien zu finden und die Wirksamkeit von potenziellen Medikamenten testen zu können.

«Eine derartige Zusammenarbeit zwischen Hochschule und Industrie ist einzigartig», sagt Vanessa Wood, Vizepräsidentin für Wissenstransfer und Wirtschaftsbeziehungen der ETH Zürich. «Sie ermöglicht es der ETH Zürich, dass ihre erstklassige Forschung im Bereich der Biomedizin direkt in die Entwicklung von Therapien einfliesst, welche Patientinnen und Patienten zugutekommen.»

Die Zusammenarbeit wird schwerpunktmässig am Standort Basel stattfinden. Dort befinden sich das Departement für Biosysteme der ETH Zürich, der Bereich Pharma Research and Early Development von Roche sowie dessen neues externe Seite Institute of Human Biology. Diese stehen im Zentrum der Forschungskooperation.

Synergieeffekte beider Welten nutzen

Von den zwei neuen Forschungsprogrammen richtet sich das eine an Doktorierende, das andere an Postdoktorierende. Geplant ist, verteilt über eine vorläufige Laufzeit von drei bis vier Jahren bis zu 20 Doktorierende und bis zu 20 Postdoktorierende in die Programme aufzunehmen. Diese Wissenschaftler:innen werden an den jeweiligen Standorten der beiden Partnerinstitutionen mit Kolleg:innen von ETH Zürich und Roche zusammenarbeiten. Somit erhalten sie Zugang zu Knowhow und Infrastruktur beider Partner und erwerben spezifische Kenntnisse sowohl aus der akademischen Welt als auch der pharmazeutischen Industrie.

«Die einzigartigen Fähigkeiten und die starken Expertennetzwerke von Roche und der ETH werden es uns ermöglichen, Innovationen zu beschleunigen und bestehende und zukünftige Herausforderungen in der translationalen Medizin anzugehen. Wir sind überzeugt, dass wir durch unsere Partnerschaft einige der besten Forschenden der Welt anziehen, um mit ihnen zusammenzuarbeiten», sagt Hans Clevers, Leiter Pharma Research and Early Development von Roche.

Die ETH Zürich und Roche unterstützen die beiden Forschungsprogramme mit dem Wissen und der Expertise ihrer Mitarbeitenden sowie mit ihrer Forschungsinfrastruktur. Roche wird die Doktoranden- und Postdoc-Stellen sowie die gemeinsamen Forschungsprojekte vollständig finanzieren.

Forschung an Organoiden

Die Doktorierenden werden im Programm die Möglichkeit haben, neue Methoden in den Bereichen Humanbiologie, Molekular-, Zell- und Gewebe-Engineering sowie Big-Data-Analyse zu erlernen und zu entwickeln. «Unsere neue starke Partnerschaft mit Roche fördert künftige Führungskräfte in den Bereichen Bioengineering und translationale Medizin», sagt Daniel Müller, Professor und Vorsteher des Departements für Biosysteme der ETH Zürich.

Die Forschung an zellulären Modellsystemen für den Menschen sind schon heute ein wichtiges Forschungsstandbein sowohl des ETH-Departements für Biosysteme als auch des Roche Institute of Human Biology. Unter solche zelluläre Modellsysteme fällt auch die 3D-Gewebekultur, bei der sogenannte Organoide verwendet werden. Das sind wenige Millimeter grosse Gewebeklümpchen, die typischerweise aus einigen Tausend Zellen bestehen. Organoide haben eine ähnliche Gewebestruktur wie die Organe im menschlichen Körper. Sie eignen sich daher besonders gut, um die molekularen Mechanismen in gesunden und kranken Organen des Menschen zu untersuchen und um komplexe In-vitro-Modelle für Krankheiten zu erstellen.

Modelle für neurologische Erkrankungen

Im Rahmen der neuen Kooperation sollen zum Beispiel Zellkulturmodelle für neurologische Erkrankungen und für Darmkrankheiten geschaffen werden. Ausserdem soll die Organoid-Technologie grundsätzlich weiterentwickelt und auf automatisierte Weise mit modernen Genom-Analysemethoden und Mikroskopietechniken verbunden werden. Dazu gehören auch Methoden, die so genau sind, dass damit einzelne Zellen untersucht werden können. Neuentwickelte Algorithmen des maschinellen Lernens sollen schliesslich helfen, die grossen Mengen an Daten, die in solchen Untersuchungen anfallen, einfacher auswerten zu können.

Dies alles wird dazu beitragen, die Unterscheide zwischen normalen und krankhaft veränderten Zellen und Organen besser zu verstehen und auf ökonomische Weise in Hochdurchsatz-Verfahren Zellen und Gewebe solcher In-Vitro-Krankheitsmodelle zu analysieren und die Wirksamkeit von potenziellen Arzneimitteln zu testen – ohne dafür Tierversuche nutzen zu müssen.

Neue Methoden für die Gentherapie

Im Rahmen des Postdoc-Programms wird es um Grundlagenforschung und angewandte Forschung im Bereich humane gen-, zell- und organoidbasierte Modellsysteme und Therapien gehen. Dazu gehört etwa die Entwicklung von Organoiden als Modellsysteme für die Erforschung von Augenkrankheiten oder von Entzündungen des Nervengewebes bei neurodegenerativen Erkrankungen. Ausserdem werden Methoden für die Gentherapie entwickelt, mit denen DNA-Abschnitte zu therapeutischen Zwecken organspezifisch verabreicht werden können.

Es ist ab sofort möglich, sich für die ersten Stellen des Doktoratprogramms zu bewerben. Die Projekte des Programms für Postdocs werden zu einem späteren Zeitpunkt ausgeschrieben.