från labbet till kliniken och tillbaka: Translational research training and careers

translationella forskningsprogram samlar läkare, bänkforskare, bioingenjörer, epidemiologer, patentexperter och mer. Målet är att lära sig att kommunicera över discipliner för att uppnå framsteg inom vården.

”hur jag behandlar cancer idag är helt annorlunda än för 10 år sedan på grund av translationell forskning”, säger Mary (Nora) Disis, onkolog och huvudutredare vid Institute of Translational Health Sciences vid University of Washington. Titta på droger som Gleevec, Avastin och Herceptin, säger hon. Alla är exempel på translationella forskare som omvandlar molekylär kunskap om specifika cancerceller till effektiva, riktade terapier. Den effektiva rörelsen av grundläggande vetenskapliga upptäckter i kliniska tillämpningar-ofta beskrivet som” bänk till säng ” —arbete-är målet för translationell forskning. Disis tycker att fältet är så lovande att hon hoppas att hennes barn växer upp för att arbeta i det.

flytande på många språk, bekväm i många kulturer

framtida translationella forskare i alla åldrar måste vara anpassningsbara, livslånga elever, säger Disis. ”De måste vara mycket nyfikna på många olika saker, samla in data och ideer från grundlitteraturen och kreativt tillämpa dessa på sjukdomslösningar. Detta innebär att vara utanför din komfortzon, läsa litteratur som är långt utanför ditt område.””Översätta” är exakt vad dessa forskare gör—att ta information från en domän och uttrycka den på en annan och kommunicera dagligen med människor som talar olika vetenskapliga språk: laboratorieforskare, kliniker, patent-och regleringsexperter, biostatistiker, epidemiologer och patienter. En translationell forskare ska kunna flytta en ide hela vägen från grundforskning till en klinisk tillämpning och tillbaka till labbet för att informera mer grundläggande vetenskap. Att lämna ut projekt från en expert till en annan fungerar inte, säger Disis. Framgång kräver någon som förstår tanken intimt och som kan bygga ett tvärvetenskapligt team för att styra det längs den translationella vägen.

det är en lång resa med fysiska hinder, eftersom grundläggande och kliniska forskningslaboratorier vanligtvis finns i separata avdelningar. Det finns också intellektuella och kulturella hinder. Grundvetenskap börjar med en hypotes och utformar experiment som validerar eller avvisar den, med målet att förvärva kunskap. Translationell vetenskap börjar med ett hälsobehov och letar efter vetenskapliga insikter eller verktyg för att hantera det behovet. Dess mål är att förbättra hälsan, förklarar Barry Coller, vice president för medicinska frågor och läkare vid Rockefeller University, i en 2008 Mount Sinai Journal of Medicine artikel. Den framgångsrika translationella forskaren måste vara bekväm i båda dessa kulturer, vara flytande inom många områden och trivas på samarbete.

för dem med medicinsk utbildning kan detta innebära att man lär sig om hypotesdriven vetenskap och utformar experiment och analyser. För dem med forskningsbakgrund kan det innebära att man lär sig klinisk studiedesign och bioetik av mänsklig forskning. I båda fallen blir målet kompetent att tolka, utvärdera och diskutera olika typer av forskning, snarare än att genomföra allt själv, säger Doris Rubio, professor i medicin, biostatistik, omvårdnad och klinisk och translationell vetenskap vid University of Pittsburgh. I sitt utbildningsprogram för translationell vetenskap säger hon: ”Jag har en bioingenjör som nu kan utforma en klinisk prövning. Jag älskar att han kan göra det, och han säger att det ger honom en djupare förståelse för sin egen forskning.”Formaliserad träning är viktig eftersom translationell vetenskap är så komplex och att få exponering för alla element är svårt utanför ett specifikt program, säger Rubio.

att vara en tvärvetenskaplig lagspelare

utbildningsalternativ inkluderar en doktorsexamen, magisterexamen eller certifikat i translationell vetenskap. För dem som redan har en MD eller Ph.D. kan career development awards ge stöd under träningsperioden. Klasser förklarar grunderna i studiedesign och metoder, biostatistik och bioetik. Eftersom att utveckla ett nytt läkemedel, enhet eller procedur är ett lagprojekt, kan Kurser innehålla lagdynamik och hantering. Men för de flesta praktikanter är de mest värdefulla aspekterna av ett utbildningsprogram mentorskap och praktisk erfarenhet av tvärvetenskaplig forskning.

i USA är de flesta träningsmöjligheter genom Clinical and Translational Science Awards (CTSAs), som lanserades 2006 baserat på 2003 National Institutes of Health (NIH) färdplan för medicinsk forskning. Denna uppsättning riktlinjer uppmuntrar tvärvetenskaplig, teambaserad forskning som ett sätt att övervinna hinder för att förvandla vetenskapliga upptäckter till hälsolösningar. För närvarande har CTSAs beviljats 55 institutioner, med en plan att finansiera 60 institutioner senast 2012. Målet är att finansiera konsortiet av prismottagare med cirka 500 miljoner dollar årligen. NIH fortsätter att främja translationell forskning med skapandet av National Center for Advancing Translational Sciences (NCATS) som ett ”djärvt, nytt, fokuserat centrum systematiskt konstruerat för att påskynda översättningen.”CTSAs kommer att vara hörnstenen i NCATS. NCATS har dock varit kontroversiellt för den hastighet med vilken centret skapas och effekten av omorganisation på andra program som för närvarande är inrymda med CTSAs under NIH National Center for Research Resources.

Howard Hughes Medical Institute finansierar också translationell vetenskapsutbildning genom Sitt Med into Grad-initiativ, som har tilldelat olika institutioner totalt 16 miljoner dollar från och med 2010. Programmen introducerar delar av klinisk utbildning i grundvetenskapligt examensarbete. De varierar beroende på institut, men sträcker sig från Ph.D. program i translationell forskning till mentorskapsmöjligheter som parar doktorander med en läkarrådgivare.

MD-Ph. D. grader utbildar individer i klinisk och grundforskning, men translationella forskningsprogram strävar efter att integrera dessa två sidor av medicinsk vetenskap genom att ansluta människor och bygga nätverk. Liz Broussard är en gastroenterolog som avslutar ett University of Washington Institute of Translational Health Sciences utbildningsprogram. ”Det finns absolut inget sätt att en juniorforskare kan starta en translationell forskarkarriär utan denna utbildning”, säger hon och påpekar fördelarna med daglig erfarenhet i ett tvärvetenskapligt team av forskare. ”Mitt första år hade vi en psykiater, en kirurg, en socialarbetare, en kardiolog och en apotekare i programmet.”En särskilt användbar aktivitet, säger hon, är veckovisa diskussioner om projektförslag och pågående arbeten. Dessa styrs av seniorfakultet, som också ger råd om ”deras karriärbana, resurser, finansieringsmekanismer, partnerskap som var framgångsrika—i huvudsak livserfarenhet och lär oss hur man lyckas med forskning.”För en läkare sa Broussard att värdet av ett träningsprogram är lektioner i forskningsmetoder och tänkande vetenskapligt och att lära sig att fråga om historien i ditt projekt och finansieringsansökan är meningsfull och logiskt har stött specifika mål.

för en bänkforskare förvandlar en bakgrund i translationell forskning det medicinska målet som ofta skrivs in i en bidragsansökan till ett verkligt och uppnåeligt mål. Ian Lanza fick en doktorsexamen i kinesiologi och är nu seniorforskare i Mayo Clinic CTSA Mentored Career Development Program. Detta ger honom både en postdoktoral forskningsmöjlighet och vägledning mot hans långsiktiga mål: ”att min forskning har stor inverkan på folkhälsan.”Lanzas projekt handlar om att samarbeta med en endokrinolog och en radiolog, och han säger, ”Det har varit mycket sömlöst att arbeta med båda, med mycket kollegialitet mellan avdelningarna.”Faktum är att ett sätt att translationella vetenskapsprogram integrerar discipliner är att få studenter och unga utredare att fungera som förbindelser mellan seniorfakultet i olika avdelningar. I sin tur, säger Lanza, praktikanter dra nytta av att ha etablerat kliniska forskare som mentorer och från att arbeta med erfarna utredare från flera discipliner. Lanzas projekt illustrerar en annan aspekt av translationell forskning: det handlar inte alltid om att utforma nästa cancerläkemedel. Det kan vara traditionellt bänkarbete med ett öga på hur resultaten kan tillämpas på daglig vård. Lanza planerar för närvarande inte några kliniska prövningar för sitt arbete med muskelmitochondrial fysiologi och funktion, men ser framåt, säger: ”jag hoppas kunna ge några konkreta rekommendationer för kostnadseffektiva, enkla livsstilsval som kan bevara livskvaliteten när människor blir äldre, inte nödvändigtvis ökar deras livslängd, men deras hälsospann.”

för att få en känsla av mångfalden och mångfalden av translationell forskning och utbildningsalternativen, Titta igenom de online-erbjudanden som finns på varje CTSA-finansierad webbplats. Beroende på institutionen inkluderar dessa fallstudier online, podcasts och webbsändningar av seminarier och fortsatta medicinska utbildningskurser om ämnen som statistiska metoder eller engagera samhället i forskning. Dessa webbaserade resurser utökar också nätverket av translationell forskning till det globala vetenskapliga samfundet.

internationellt och tvärvetenskapligt

translationell forskning är inte bara tvärvetenskaplig, den är multinationell. ”Translationell forskning är ett framväxande område i Kina”, säger Depei Liu, president och professor i den kinesiska akademin för medicinska vetenskaper och Peking Union Medical College i Peking. ”För närvarande finns det inga klasser som kallas ”translationell forskning”, även om relaterade färdigheter och erfarenheter lärs ut i stor utsträckning.”Formell utbildning inkluderar ett alternativ vid vissa medicinska skolor inklusive Peking Union Medical College som ger åtta månaders forskarutbildning efter det kliniska programmet. Ett annat program tillåter kvalificerade medicinska akademiker att tjäna en magisterexamen i ett grundforskningsområde. Informellt, ” läkare uppmuntras att göra grundforskning, att ansöka om finansiering och att publicera artiklar och samarbeta med specialister inom genetik och molekylärbiologi, och läkare och grundforskare håller ofta möten tillsammans. Dessutom finns det många korta kurser och utbildningar inom grundforskning och klinisk forskning”, säger Liu. Translationella forskningscentra har etablerats i större forskningsstäder, säger han, till exempel SIBS-Novo Nordisk Translational Research Center for Pre-Diabetes i Shanghai. Nuvarande statliga stöd inkluderar kinesiska National Science Foundation finansiering för tillämpad medicinsk forskning, brett stöd för vetenskap och teknik projekt från National Basic Research (973) Program, och vetenskap och teknik särskilda projekt stöd för grundforskning i läkemedelsupptäckt och infektionssjukdomar.

i Europa är Marie Curie Actions, en del av Europeiska unionens (EU) sjunde ramprogram för forskning och teknisk utveckling, en möjlighet till translationell forskarutbildning. Projektstöd finns på doktorand -, postdoktor-och karriärutvecklingsnivå samt för partnerskap mellan industri och akademi och för multisitestudier. I linje med de translationella vetenskapsmålen för att bygga nätverk är samarbeten mellan länder ett fokus, liksom forskares rörlighet från ett EU-land till ett annat. Budgeten för translationell hälsoforskning sedan 2007 har varit 12 miljoner euro, vilket motsvarar 3% av hälsoforskningsprogrammen för Marie Curie-åtgärderna, enligt Georges Bingen, Europeiska kommissionens enhetschef för Marie Curie Actions People-programmet.

i Storbritannien är en annan intressent—läkemedelsindustrin—involverad i translationell vetenskapsutbildning. Translational Medicine and Therapeutics-programmen grundades för två år sedan vid University of Cambridge, University of Newcastle, Imperial College London och ett konsortium av skotska institutioner. Finansiering sker i form av 11 miljoner pund från Wellcome Trust, en Londonbaserad stiftelse som stöder forskning om djur och människors hälsa, och bidrag till enskilda institutioner från företag som GlaxoSmithKline, Pfizer, Roche, AstraZeneca, Sanofi-Aventis, Sirtris Pharmaceuticals och PTC Therapeutics. ”Vi erkände ett behov av att utbilda en ny typ av forskare som är bekväm i det kreativa utrymmet mellan akademiker och läkemedel”, säger John Williams, chef för klinisk verksamhet och chef för neurovetenskap och mental hälsa för Wellcome Trust. ”För att göra detta samarbetade vi institutioner med högkvalitativa akademiker och vårdinrättningar med läkemedelsföretag i världsklass.”Utbildningsprogram kan individualiseras, men brukar vägleda läkare genom en doktorsexamen.projekt med tonvikt på lagarbete, gruppstöd och mentorskap. För närvarande tilldelas 6 till 10 stipendier per år. Dubbelriktad kommunikation mellan labbet och kliniken underlättas av fysisk närhet. ”Vi har inbäddat kliniska forskare och anläggningar på Akademiska sjukhus, med nära kopplingar till forskningsmiljön kring dem, inklusive tillgång till teknik för” omics and imaging”, säger Williams. ”Detta gör det möjligt för ämnesfenotypning och vävnadsprovtagning att föras in i forskningslaboratorier för att göra det högteknologiska arbetet som speglar dagens bioscience.”

oavsett geografisk inställning är målen och utmaningarna för translationell forskning desamma, säger Liu: Få finansiering och infrastrukturstöd från regeringen, utbilda unga utredare, skapa ett tvärvetenskapligt samhälle av forskare som effektivt kan kommunicera med varandra och hitta sätt att systematiskt genomföra translationella forskningsresultat i klinisk praxis.

ett växande fält i en skiftande bakgrund

forskare som börjar en karriär inom translationell vetenskap måste också överväga den förändrade betoningen av medicinsk forskning, särskilt i USA, där hälsovårdsreformen för närvarande pågår. Doris Rubio säger, ” Vi ser en övergång till personlig medicin och medicin som är mer bevisbaserad. Fältet expanderar också till patientcentrerad resultatforskning, så att inte bara jämföra läkemedel A med placebo, men läkemedel a kontra läkemedel B.” trots osäkerheten säger hon, ”det är en spännande tid eftersom vi har mycket att lära oss.”

förändringar i näringslivet påverkar också den translationella forskaren. John Williams från Wellcome Trust säger, ” Pharma vill ändra sina upptäcktsmodeller, och så smärtsamt som det kan vara, skapar det underbara möjligheter i utrymmet mellan pharma och den akademiska världen. Vi hoppas att det kommer att inspirera de mest kreativa sinnena att delta i denna spännande tid inom biomedicinsk och translationell forskning.”

även i det förändrade hälsoforskningslandskapet är postdoktor Ian Lanza positiv till sin karriärväg. Han ser fältet som växande och känner att NIH i allmänhet stöder unga utredare. Gastroenterolog Liz Broussard säger att även om hon kunde tjäna fem gånger så mycket pengar i klinisk praxis, skulle det förmodligen innebära att ”göra koloskopier åtta timmar om dagen” och hon finner sitt arbete på ett koloncancervaccin mycket mer inspirerande. ”Jag tycker om det kliniska arbetet jag gör nu”, säger hon, ” men i slutändan kan translationell forskning påverka patienter genom att ändra den nuvarande vårdstandarden. Jag är optimistisk om det eftersom jag kan se mig själv göra en liten del för att främja vetenskapen. Det är spännande och, trots finansiering elände, som håller mig igång.”