Udvikling af ny medicin og nye behandlingsformer har haft kæmpe betydning for mennesket de sidste hundrede år. Covid-krisen er et godt eksempel og gav anledning til teknologiske landvindinger på rekordtid inden for bl.a. diagnostik, overvågning, behandling og vaccineudvikling.

I kulissen venter flere store teknologiske fremskridt inden for den humane biologi, og et af emnerne, der inden for en kort årrække har opnået en ganske stor international bevågenhed, er krydsfeltet mellem mekanik og cellebiologi.

”Der er meget tydelige og uomtvistelige beviser på, at hver eneste biologiske celle i vores krop bliver påvirket af ikke kun den kemi, der er omkring cellen, men også mekanikken omkring den. Hvis jeg f.eks. trykker på den, trækker i den eller begrænser dens evner til at flytte rundt, så kan jeg bruge det til at tænde og slukke for genprogrammer i cellen, præcis som man kan med kemiske substanser,” siger lektor ved Institut for Bio- og Kemiteknologi, Jens Vinge Nygaard.

Han er netop blevet udnævnt til én ud af syv nye såkaldte Distinguished Senior Innovator (DSI) på Aarhus Universitet, som led i et tiltag for at fremme den forskningsbaserede innovation og iværksætteri på universitetet – og i det hele taget styrke innovationskulturen.

LÆS MERE om DSI-udnævnelserne her

Og dét er vigtigt, hvis man spørger lektoren, for han mener, der stadig er meget silotankegang i den danske forskningsverden, og at ægte innovation kalder på mere end dybe faglige miljøer.

”Innovation springer ud af dybe, faglige miljøer med meget dyb forståelse for et enkelt område. Men det springer også ud af nye kombinationer og evnen til at kombinere på tværs af fagområder. Det er vigtigt at have tværfaglighed for øje, når man vil fostre mere innovation, men fagområder er jo – netop grundet deres forskelligheder – traditionelt set delt op. Og den opdeling tror jeg, vi er nødt til at kunne se hen over og bryde med,” siger han.

Mus med et øre på ryggen

Jens Vinge Nygaard har selv i sin karriere oplevet en opdelt faglig kultur, som han i sit forskningsfelt har været nødt til at nedbryde. Han er oprindeligt uddannet maskiningeniør og skrev i 1999-2022 ph.d. om skummaterialer i bl.a. vindmøllevinger og fjernvarmerør på Aalborg Universitet.

Omkring samme tid gik et billede af en mus med et menneskeøre på ryggen viralt i internetfora og via emails. Billedet af den såkaldte Vacanti-mus var en del af mekanobiologisk forskning på Massachussets Institute of Technology (MIT) og viste, at man havde lykkes med at gro en øre-lignende struktur ved at implantere syntetiske bionedbrydelige polymerer indlejret med bovint afledte bruskceller. Forskningen var banebrydende for bl.a. vævsteknisk forskning, og for Jens Vinge var den afgørende for karrieren:

”Jeg blev meget inspireret af den forskning, og da der få år senere blev slået en stilling op som postdoc på iNANO, hvor man skulle udvikle en særlig slags skum til brug ved stamcelleforskning, tænkte jeg, at det var jeg nødt til at prøve. Jeg sad på det tidspunkt i et adjunktur på Aalborg Universitet, så jeg hoppede et trin tilbage på forskerkarrierestigen, og så gik det derfra. Jeg havde på det tidspunkt no clue om, hvad en biologisk celle var, for jeg kom fra et helt andet miljø, men det var ligegyldigt for mig,” siger han.

Udfordrende med støtte til utraditionelle ideer

Men selvom interessen var der, og den internationale forskning inden for mekanobiologi tog til, var det svært at overbevise et veletableret dansk fundinglandskab om, at der er mere og andet end kemi og biologi på spil, når det kommer til at forstå, hvordan celler opfører sig.

”Det er et fundamentalt problem ved støttestrukturen for mange fonde, at den bestyrelse, der beslutter og udvælger hvilke forskningsprojekter, der skal støttes, ofte ikke er tværfagligt sammensat. Det dur ikke, at vi f.eks. på det medicinske område kun har læger siddende i sådanne bestyrelser, for så er der faglige aspekter, vi går glip af. Måske det virker kontraintuitivt, at en person med en mekanisk baggrund skal forske i celler, for det er der ikke gjort så meget i før, men den tankegang svarer lidt til kun at kigge på vindmølleteknologi med mekaniske øjne og glemme elektronik og software og en lang række andre fagområder, og så når vi ikke langt. Det handler om at få etableret interdisciplinaritet,” siger han.

Fra 2000 til 2020 er mekanobiologi gået fra at være noget, man nærmest ikke vidste, hvad var, en fin idé, til noget som nu er blevet meget relevant for behandlingen af mange sygdomme og for den enkelte patient. Stamcelleteknologi er et sådant eksempel på mekanobiologiske landvindinger.

Jens Vinge leder i dag flere større forskningsprojekter inden for området. Projekterne er bl.a. støttet af Villum Fonden, Nono Nordisk Fonden og Innovationsfonden. Hans forskning går i bund og grund ud på at lave computermodeller, som forklarer, hvad der sker omkring den biologiske celle, når den udsættes for en mekanisk påvirkning.

“Det er svært at gennemskue en celles respons, hvis man trykker på den. Det kræver en lang række beregninger, og det har vi heldigvis computere til at hjælpe os med. I min forskning udvikler jeg computermodeller af biologiske celler for at forklare cellens mekanismer, når den udsættes for en mekanisk påvirkning. Disse mekanismer kan f.eks. ændre kemien i cellen. Alt sammen giver det nye perspektiver på, hvordan biologi opfører sig, og det giver os en dybere indsigt i sygdomme,” siger han.

Han fortsætter: ”Mekanobiologi giver nogle muligheder, vi slet ikke havde før. F.eks. muligheder for at udvikle nye klasser af medicin eller forbedre bioteknologisk produktion. Digitale modeller bliver værktøjer, vi kan bruge til at forbedre behandlingsregimerne. Men der er stadig meget forskning, der skal laves, før vi kan uddrage det fulde potentiale af den indsigt, vi har nu på området.”

På tværs af universitetet

Som DSI bliver Jens Vinge Nygaard ambassadør for akademisk innovation og iværksætteri og spydspids for det tekniske fakultet, Faculty of Technical Sciences, Tech. Her får han mulighed for bl.a. at omsætte egen forskning til nye løsninger og rig mulighed for at inspirere andre. Og så skal han fungere som katalysator for innovation og iværksætteri i de mange forskellige faglige miljøer på Tech.

Hver DSI vil få adgang til ekstern ekspertise og sparring inden for innovation og iværksætteri samt forretningsudvikling, og der vil blive afholdt målrettede workshops og blive givet dedikeret støtte til ansøgning af eksterne midler.

”Der er en bred vifte af idéer på Tech, og der er mange af dem, men det er ikke alle idéer, der kommer på det rigtige tidspunkt. Og nogle har potentialet til at blive til noget stort, andre ikke. Det handler om at få det bedste potentiale ud af de muligheder, vi har. Og det er det, der er godt ved DSI, fordi vi agerer på tværs af universitetet med et ønske om få det bedste frem i den gode ide. Jeg glæder mig til at komme i gang,” siger han.

Jens Vinge Nygaard er lektor ved Institut for Bio- og Kemiteknologi på Aarhus Universitet og leder til daglig forskningsgruppen Biomekanik og Mekanobiologi.

Kontakt

Lektor Jens Vinge Nygaard
Aarhus Universitet, Institut for Bio- og Kemiteknologi
Mail: jvn@bce.au.dk
Tlf.: +4541893170