Greg Sawyer, PhD

 

设计当今癌症研究的未来

 



会见Greg Sawyer博士信息<!--
04.19.18-->

在接受诊断的第二日,Greg Sawyer站在实验室里,凝视着所有最先进的工程设备,并意识到并没有可帮助他治疗癌症的仪器。

如果遵循童年时的志向,研究健康和医学领域,Sawyer将更好地理解四期诊断意味着什么,以及他有哪些方案可解决这个问题。小时候,他很尊敬自己的母亲,她从药剂师转成了放射科医生,喜欢帮助别人。

“也许是在做好事儿,但您只是觉得自己喜欢,”他解释道。

然而,父亲所从事的工作对他充满了吸引力,这也最终决定了他的职业方向,他成为了一名 NASA 物理学家,Sawyer 的父亲投身于与飞行和航空航天有关的所有事业中。Sawyer 转向工程领域还有另一种原因;他是个痴迷于建造东西的孩子。

他解释道,“我叔叔在弗吉尼亚州有一个农场,我看到过他维护一台大型机器,这个事情让我很受震动。他动手能力很强,能让所有的设备都运转起来。但是对于我来说,我能动手的东西就只有汽车了。我有一辆1965年的野马,把它拆开,试着让它运转起来,这只是从基本层面上操控它的过程,非常有意义。

“我爱上工程是因为那些有形的创造性回报,如果你能在脑海中勾勒出一些东西,你就能把它造出来。切实把这个东西造出来,你所创造出的这个看得见摸得着的实际存在的东西,可以使用,这就能给你难以置信的满足感。”

Sawyer对汽车的迷恋很快就萌生了他设计汽车的梦想,于是他前往纽约伦斯勒理工大学学习机械工程。当他还在伦斯勒学习时,他获得了机会,可以在NASA的喷气推进实验室工作,研究可能是这个地球上,乃至任何其他星球上最独特的汽车:火星探测器。他激动地讲述了梦想成真,以及他所发现和所学习的东西。

“这太棒了……我们正在为遥远星球上运行的自动科学飞行器开辟新天地,但实际上,火星探测器的原理部分相对简单。最大挑战似乎是如何管控在火星上的移动和运动,应对火星的极端温度以及二氧化碳浓度,这与地球非常不同。因此,火星恶劣环境中的表面研究遇到了挑战,这个研究领域就是表面科学领域,叫做摩擦学。”

发现恶劣环境中运动表面的挑战,促使 Sawyer 回到伦斯勒完成他的博士学位,专攻摩擦学。1999 年,他加入佛罗里达大学的教师队伍,并开始创建表面工程实验室,后来他经营了 13 年,为挑战性应用创造材料,如国际空间站的纳米复合材料。

Greg Sawyer

 

“每一个我曾经寻求过帮助的人总是表示‘乐意帮忙’;这是我一生中最有收获的合作。”

 

然后,关键的一天到来了,他的实验室堆满复杂的工程工具,几乎没有空间:
“我记得从实验室的一个角落一直到学生办公室,然后再回来。我脑子里突然闪出一个念头,‘这怎么可能?我拥有这么多工具,却好似还是无工具可用?’我看不出这里面有任何工具或方法可帮助治疗癌症。”

考虑到已到癌症晚期,还有它的侵袭性,Sawyer觉得他没时间可以浪费了,无论是他个人的生命,还是他的职业生涯。他开始尽可能多地了解这种疾病,但肿瘤学研究的论述令人困惑。

“作为一名工程师,这一情况让我很震惊。”他说。“就好像我刚刚踏入这个完全陌生、混乱的领域,很多有学识的智者已经深耕了很久,而我还一无所知。”

然而,就个人而言,他的研究使他清楚地认识到,他应参加免疫治疗试验。他要参加试验,需要做大量工作,从确诊到多轮放射治疗、三次外科手术、再到密闭检查点免疫治疗,共七个月。

与此同时,他还在坚持实验室的工程工作,但私下里他的激情其实已转移。他参与医学院的癌症讲座,与同事谈论他们的需求,他希望他作为一名工程师能有所作为。这些讨论最终引出了一个会改变人生的问题。

有一天,在一次关于 3D 打印研究的讨论中,一位分子生物学家同事问道:“您是否能 3D 打印癌症?”Sawyer 恍然大悟,他说“哦,我知道了”,这一时刻具有重大的意义。

“癌症研究人员需要他们能够消灭并能从中学习的癌症组织。在患者身上难以做到这一点,”他解释道。“也就是在那一刻,他知道了该怎么做。从那以后,每天我所做的一切都是为了建设基础设施,让 3D 打印癌症成为可能。”

Sawyer 发现他需要建造的“东西”正是他需要征服的东西:癌症肿瘤。这也推动了他的实验室彻底转变成为世界上第一个癌症工程实验室。他的同事们也很乐意帮忙。

Sawyer 与工程同行、学生以及生物学家、外科医生和免疫学家一起组成了一个团队。

“我认为,这可能才是合作的本质所在,”他说。“每个人我曾经寻求过帮助的人,他们总是表示‘乐意帮忙’;这是我一生中最有收获的合作。”

尽管如此,这一技术娴熟的专门团队的建立活体 3D 癌症模型的目标将会被证实是一个巨大的挑战。在早期尝试培养癌症时,他们最终生产出的都是死亡细胞。他们想知道,在合成环境中,如何提供细胞生成肿瘤所需的营养素?首先,他们必须再想象一下,对于 3D 肿瘤,多孔板的作用是什么。对他的实验室来说,考虑到现有的基础设施,这是一个很不错的挑战,了解如何使多孔板提供驱动的3D受控流。

“我们将其变成一个工程问题,”他说,“然后,就不那么唯象了。一旦我们了解肿瘤需要什么,就可以将其变成我们的问题。”

并且我们确实是这么做到了。“我们正在研究,”他说。“我们正在将免疫细胞添加到我们已经获取、培养并放置在大量成像系统中的患者来源的肿瘤细胞团中,然后观察免疫细胞杀死这些肿瘤细胞。”

“并且这只是一个起点,我们没有驾驶我们制造的第一辆火星探测器,”他说。

Greg Sawyer

 

“每天我所做的一切都是为了建设基础设施,让 3D 打印癌症成为可能。”

 

为了突破这个最初的目标,Sawyer 在与 Thermo Fisher Scientific 的合作中看到了希望。

“Thermo Fisher 大力帮助我们建设基础设施。从我们的冷冻箱、培养箱和离心机,到我们使用的整套分子生物学产品,包括 ELISA 板、酶标仪、PCR 仪器等整套装置。Thermo Fisher 的优势之一是覆盖范围广。您可以得到您需要的一切,并且知道自己正得到高质量的东西。我们的实验室依靠 Thermo Fisher 提供的仪器和试剂。”

对于他的实验室推动癌症研究创新的 3D 建模工作来说,最关键的投资组合之一是赛默飞世尔科技旗下的 Thermo Scientific 和 Gibco 3D 细胞培养产品系列。

“但这不仅仅是提供高质量的产品,Thermo Fisher 也在不断摸索,”他说。“他们正在评估我们的工作,看看他们如何帮助我们将其推广给其他实验室使用。”Sawyer 的目标是让癌症工程实验室随处可见,如果研究人员可订购他们需要的一切,这可能会帮上大忙。

“我们正与 Thermo Fisher 共同努力,试图让这成为现实。”

虽然 Sawyer 已对癌症研究做出如此杰出的贡献,但他并未过多地谈论自己与癌症的抗争,只是作为阐明他为每个人与之作斗争的道路的一种手段。他专注于今天能完成的事情。“这是对我研究这一领域的一份馈赠,”他说。“并且我每天都清楚地认识到这一点。我尽量不浪费时间。这就是未来,因此,让我们撸起袖子加油干。”


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