MRM Insights : Quand les ingénieurs et les biologistes entrent en collision collaborent

Dr Christopher Moraes

Chaque mois, dans MRM Insights, un membre du Réseau MRM écrit sur les cellules souches et la médecine régénérative d’un point de vue différent. Ce mois-ci, Dr Christopher Moraes, Professeur agrégé au Département de génie chimique et titulaire d’une Chaire de recherche du Canada en microenvironnements cellulaires avancés, nous parle de comment les ingénieurs et les biologistent entrent en collision collaborent.

MRM Insights: Quand les ingénieurs et les biologistes entrent en collision collaborent

Mon programme de recherche a toujours été en plein milieu de l’ingénierie, de la biologie et de la médecine régénérative. Nous ne sommes des experts dans aucun de ces domaines, mais nous en savons assez pour nous en sortir. J’ai moi-même suivi une formation d’ingénieur et j’ai été co-supervisé par des conseillers issus de deux milieux universitaires très différents. Ce fut une expérience difficile mais enrichissante, et depuis, j’ai travaillé en étroite collaboration avec des groupes orientés vers la biologie sur tous nos domaines de recherche. Presque tous les articles que nous avons publiés l’ont été après avoir trouvé les bonnes personnes avec qui travailler, et je suis très fier du travail que nous avons accompli ensemble, en particulier avec d’autres membres du réseau MRM. À titre d’exemple, nous avons passé les dernières années à McGill à explorer et exploiter une boucle de conception dans laquelle nous construisons des technologies pour quantifier et prédire les forces mécaniques présentes pendant le développement des tissus; puis construire des systèmes de culture de cellules souches pour recréer ces forces et voir comment elles affectent le devenir et le fonctionnement des cellules. Cette stratégie simple nous a jusqu’à présent permis d’améliorer la différenciation/la fonction des trophoblastes placentaires (pour des plateformes améliorées de criblage de médicaments) et des cellules proto-bêta pancréatiques (en tant que stratégie potentielle de fabrication de cellules thérapeutiques), avec, espérons-le, d’autres contributions passionnantes à venir.

Nos collaborations nous ont conduits à un travail vraiment passionnant, qu’aucun des groupes de recherche participants n’aurait développé ou même imaginé par lui-même. Je comprends également que la « collaboration interdisciplinaire » (quoi que cela puisse signifier) est un attribut de subvention et de financement hautement souhaitable, et cela a fière allure sur un CV LinkedIn, donc il y a certainement beaucoup de pression pour former ces partenariats. Sur le papier, nous avons d’excellents exemples de recherche collaborative, mais malgré ces succès, je me demande souvent : suis-je vraiment un « bon » collaborateur ? Et qu’est-ce qui fait un bon partenariat ?

Recherchez en ligne, et vous trouverez des centaines d’articles sur les « 6 façons d’être un collaborateur très efficace » et d’autres titres attrape-clics qui suggèrent que la réalisation du nirvana collaboratif n’est qu’à quelques pas. Ils fourniront des conseils tels que la nécessité d’être transparent et d’apprendre le jargon des autres, ainsi qu’une foule d’autres phrases mémorables. Ce sont toutes des compétences vraiment importantes, et qui ne doivent pas être ignorées (ma caractérisation d’« attrape-clics » ne s’applique qu’aux titres, et non au contenu !). Ici, cependant, je me demande s’il y a quelque chose de particulier que nous devrions considérer pour combler le fossé entre les biologistes et les ingénieurs.

Permettez-moi d’illustrer. En entrant dans nos laboratoires dans le bâtiment Wong, vous serez probablement impressionné ou sidéré par le chaos. N’importe quel jour, vous pourriez trouver :

• Des hottes de culture cellulaire et des incubateurs équipés de pipeteurs à commande robotisée, de micropompes contrôlées par Arduino et de bouteilles de réservoir de gaz connectées directement aux boîtes de Pétri
• Des microscopes bricolés à partir de pièces qui font des compromis d’imagerie qu’aucun biologiste qui se respecte n’accepterait jamais; juste à côté des pièces pour un microscope à feuillet de lumière conçu sur mesure que nous sommes en train de construire
• Des découpeuses laser, des imprimantes 3D, des fours, des couteaux artisanaux, des fers à souder, des perforateurs et de nombreux outils de bricolage « maison » sans lesquels nous ne pourrions pas fonctionner. Ces outils sont éparpillés autour du rack à embouts de pipettes imprimé en 3D que mes étudiants ont concocté lorsque Chris a refusé d’acheter des embouts préalablement montées sur rack (CM: ça forge le caractère)
• Des pipettes, lames de microscope, couvercles en verre et notre fidèle bouteille de vernis à ongles
• Une paillasse recouverte d’un auto-cuiseur, d’un électrospinner fait maison, de composants informatiques et de ce qui semble être des pinces-notes et des plaques de verre câblées à une cartouche de chauffage et à une électrode en verre maison, le tout monté sur une balance achetée sur Amazon.

C’est ainsi que fonctionne mon laboratoire – et OUI, il y a une méthode à cette folie. Mais comment cela correspond-il aux attentes d’un biologiste quant à ce que devrait être un laboratoire ? Pour moi, cette « vision » du fonctionnement quotidien d’un laboratoire reflète bien les différences et les similitudes entre nous.

(Note à part: à ce stade, je dois m’excuser et demander pardon à l’avance de faire des généralisations. Je suis certain que tous ces points ne sont PAS vrais pour tout le monde, et peut-être qu’ils ne servent qu’à mettre en évidence et à afficher ma propre ignorance. Je ne veux pas manquer de respect à l’un ou l’autre domaine, et certainement pas à une personne ou à un groupe – c’est juste une bonne façon de commencer une discussion et de donner à tous mes collègues et étudiants l’occasion de corriger mes généralisations excessives. Au mieux, j’espère contrarier tout le monde de la même manière).

Les ingénieurs sont formés à construire une nouvelle technique, analyse ou approche – c’est ainsi que nous avons été récompensés depuis que nous sommes étudiants de premier cycle. Construire quelque chose qui est une légère amélioration par rapport à ce que vous pouvez aller acheter, ou sur ce que quelqu’un d’autre a déjà fait ne vous procurera pas un excellent article / ne vous obtiendra pas une bonne note / ne vous vaudra pas un hochement de tête de la part de ce professeur avec lequel vous espériez faire un stage de post-doctorat. Pour le meilleur ou pour le pire, nous avons été entraînés à penser que si l’approche n’est pas nouvelle, elle n’en vaut pas la peine. C’est clairement un non-sens, mais c’est ainsi que nous avons été récompensés pendant des années, et c’est ce que vous devez faire pour progresser dans votre carrière.

En revanche, les biologistes sont formés et récompensés à se concentrer sur la nouveauté d’une question, et à utiliser et comprendre des techniques de référence dans la poursuite de cette question. Ces techniques sont des méthodologies éprouvées qui, espérons-le, résisteront aux critiques. Nous apprécions l’information obtenue et les conclusions tirées d’une expérience, mais pas nécessairement le caractère unique de l’instrument utilisé pour obtenir cette information. Les discussions que j’apprécie le plus se concentrent sur « Qu’est-ce que cela signifie vraiment? », « Pouvons-nous interpréter ces données d’une autre manière? » et ces questions suscitant la réflexion sont si importantes qu’il est difficile de se les poser alors que nous sommes préoccupés par la nature fondamentale de la nouvelle méthode / du nouvel instrument / protocole utilisé. Cela signifie également que nous limitons consciemment ou inconsciemment nos questions à celles auxquelles nous pouvons répondre par les outils dont nous disposons.

Pour illustrer davantage cette approche différentielle de la nouveauté, les deux domaines ont des POS – procédures opératoires standard, ou protocoles. En biologie, la POS servirait à répondre à la question « Comment effectuer une opération d’immunocoloration indirecte ?». Les POS dans les laboratoires de biologie remplissent la fonction très importante de pouvoir répondre à une question. Apprendre à poser cette question, à interpréter la réponse et à tirer une conclusion est extrêmement difficile (et je dois encore y travailler très fort). Une fois que nous avons appris la POS et que nous nous sommes entraînés, nous pouvons réussir à répondre à une question. Ce n’est peut-être pas la réponse que nous recherchons, ni même la question à laquelle nous nous attendions à répondre, mais c’est UNE réponse. Les questions posées par les biologistes sont si compliquées, entrelacées et connectées, que le fait d’avoir des outils où il n’y a pas d’histoire, de confiance ou de fiabilité est extrêment difficile à balancer avec l’effort qu’il faut fournir pour mener cette expérience. C’est pourquoi ces POS ont aussi beaucoup d’inertie : quelqu’un a déjà réalisé une étape pour une très bonne raison, mais personne ne comprend ou ne se souvient plus pourquoi – mais nous les faisons quand même, parce qu’il est tellement important de faire fonctionner ce test pour que nous puissions trouver une réponse.

En revanche, les POS d’ingénierie décriront « Comment faire fonctionner l’imprimante 3D ». Dans mon laboratoire, cela signifie que la plupart des POS sont conçues pour créer le prochain outil pour lequel il n’y a pas de POS. Nos protocoles sont utilisés pour construire la première (ou deuxième, ou troisième, ou vingt-cinquième) version d’un instrument, qui nous permettra de faire un nouveau type d’expérience. Parce qu’il n’y a pas d’historique avec l’outil que nous avons construit, en particulier au début d’un projet, les capacités réelles, les limites ou les meilleures pratiques sont inconnues. Nous pouvons faire des suppositions raisonnablement éclairées, mais c’est une expérience différente d’être « confiant » que le principe fondamental fonctionnera sans violer une limitation de base à laquelle nous n’avons pas encore pensé. Les biologistes en font l’expérience aussi bien sûr (à la pelle !), mais peut-être plus au niveau d’une question et d’une réponse, qu’au niveau de la configuration expérimentale ou de l’approche conceptuelle.

En écrivant ceci, je me rends compte que nos questions et nos préoccupations sont vraiment les mêmes: comment pouvons-nous être des scientifiques rigoureux, mais créatifs, capables de s’attaquer à de nouveaux problèmes dans le domaine que nous avons choisi pour nous-mêmes ? D’après mon expérience du moins, nos différences se font sentir là où nous avons besoin de cette nouveauté pour que nous puissions trouver de la valeur dans le travail. Et bien que l’apprécier et le permettre soit le plus grand défi de travailler l’un avec l’autre, c’est peut-être aussi la plus grande raison de le faire : lorsque nous trouvons une nouvelle question qui a vraiment besoin d’une nouvelle approche à résoudre, et que les deux s’alignent parfaitement l’un avec l’autre, c’est à ce moment-là que nous pouvons faire de la magie. Cela ne se produit pas lors d’une rencontre fortuite : il faut du temps et des efforts pour enseigner et apprendre les uns des autres, de l’empathie et de la compréhension pour accepter les priorités de chacun, et une croyance suffisamment ferme dans le potentiel de travailler ensemble qui nous permet de survivre au processus itératif de trouver le bon nouvel outil pour correspondre à cette bonne nouvelle question.

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