Der Leitfaden für Biowissenschaftler zum Aufbau einer erfolgreichen Biogießerei

Biogießereien sind ein relativ neuer Akteur in der Biotechnologie, aber sie haben sich schnell zu Zentren für Innovation und wissenschaftlichen Fortschritt entwickelt. Diese multidisziplinären Zentren kombinieren Konzepte aus Informatik, Ingenieurwesen und Biologie, um die Ergebnisse der Grundlagenforschung in einen umfassenden gesellschaftlichen Wandel umzusetzen. Mit Biogießereien, die in der Lage sind, globale Probleme zu lösen, darunter Pandemievorsorge, wir haben den folgenden Leitfaden zu den Schlüsseln für den Aufbau einer erfolgreichen Biogießerei zusammengestellt.

Fangen wir mit den Grundlagen an.

Was ist eine Biofundry?

Eine Biofundry ist eine integrierte Einrichtung das biologische, chemische und technische Systeme mit Tools wie Automatisierung, Hochdurchsatzmessung, integrierter Datenanalyse und künstlicher Intelligenz (KI) kombiniert, um Feedback-Schleifen zu ermöglichen, die iterative, durchgängige Zyklen von Design, Bau, Test und Lernen ermöglichen.

7 Richtlinien für erfolgreiche Biogießereibetriebe

In einem multidisziplinären Umfeld wie diesem können Sie sich viele Schwierigkeiten vorstellen, die den Fortschritt behindern. Dazu gehören vor allem die Datenkonnektivität und die Sicherstellung, dass alle Instrumente, Mitarbeiter und Software effektiv kommunizieren.

Wie gehen Sie also mit diesen Herausforderungen um und stellen sicher, dass Ihr Betrieb in der Biogießerei reibungslos weiterläuft?

Oft investieren Labore viel Geld in den Kauf der neuesten Spielzeuge und gehen davon aus, dass alles automatisiert werden kann. Automatisierung beginnt jedoch mit einer soliden Grundlage standardisierter Verfahren. Biogießereien müssen über ein allgemeines Workflow-Schema verfügen, das getestet und optimiert wird, bevor die ausgefallenen Spielzeuge überhaupt ins Labor kommen.

Hier sind 7 Schritte zum Aufbau einer vernetzten, erfolgreichen Biogießerei.

Bauen Sie eine Infrastruktur auf

Der Erfolg der Biofoundry beginnt mit einem Framework, das das gesamte Personal, die gesamte Ausrüstung und Software unterstützt. Beachten Sie bei der Erstellung Ihrer Infrastruktur Folgendes:

• Standardisierung: So einfach die Entwicklung von Benennungskonventionen für Proben, Dienstleistungen, Geräte, Projekte und Programme auch ist, sie kann einen großen Beitrag dazu leisten, die Voraussetzungen dafür zu schaffen, dass Ihre Biogießerei zu einem funktionierenden Ökosystem heranwächst. Standardisierung spielt eine wichtige Rolle bei der Verwaltung Ihrer Daten, der Zugänglichkeit und der Zusammenarbeit zwischen Abteilungen und Teams.
• Skalierbarkeit: Sie planen nicht nur für jetzt, sondern in fünf Jahren. Wie werden die neuen Roboter für den Umgang mit Flüssigkeiten aussehen und welche neuen Funktionen werden sie haben? Wie können KI und ML für die Datenanalyse verwendet werden, je nachdem, wie Sie Ihre Daten erheben? Noch wichtiger ist, wie sehen die Bedürfnisse Ihres Unternehmens jetzt und in Zukunft aus? Wenn ein Roboter kaputt geht und ein neuer hinzukommt oder ein Labortechniker geht und ein anderer reinkommt, wie kurz werden Ihre Ausfallzeiten sein und wie schnell können Sie wieder die volle Geschwindigkeit erreichen? Überlegen Sie, ob Sie in der Lage sein werden, Ihre Arbeitsabläufe und Instrumente zu erweitern, wenn Sie wachsen.
• Interdisziplinäre Expertise: Die Zukunft ist kollaborativ. Und die Gegenwart auch. Traditionell arbeiteten Chemiker und Biologen getrennt. Das Gleiche gilt für IT-Leute, Computerbiologen und Bioinformatiker. Jeder Einzelne muss über interdisziplinäres Fachwissen verfügen, um mit Menschen mit unterschiedlichem Forschungshintergrund zusammenarbeiten zu können. Das Personal muss außerdem über außergewöhnliche Projektmanagementfähigkeiten verfügen, um sicherzustellen, dass keine Daten verloren gehen und die volle Verantwortung für die Projekte übernommen werden.

Strategisch ausgeben

Ausgefallene Roboter kosten viel Geld. Achten Sie darauf, die Werte Ihrer Biogießerei zu bewerten. Müssen Sie für den Flüssigkeitshandler bezahlen, der auf 0,000001 ml genau ist? Wenn ja, machen Sie einen strategischen Kauf als Teil Ihres Geschäftsplans.

Wenn nicht, gibt es viele andere zuverlässige und kostengünstigere Roboter, die die Arbeit für Sie erledigen können.

Zu den weiteren Budgetüberlegungen gehören:

• Aus- und Weiterbildung: Es wird einen ständigen Aus- und Fortbildungsbedarf geben. Ein solides Budget für diese Initiativen ist für das kontinuierliche Wachstum Ihres Unternehmens und Ihrer Mitarbeiter unerlässlich.
• Externe Dienstleistungen und Kooperationen: Durch den Aufbau von Beziehungen zu Geschäftspartnern wie DNA-Sequenzierungsunternehmen oder kundenspezifischen Herstellern kann Ihre Biogießerei ihre Kapazitäten erweitern und die Effizienz steigern.
• Büro- und Laborflächen: Nehmen wir Boston als Beispiel: Die Labor- und Büroräume am Kendall Square sind ziemlich voll, und die Kosten für Büroräume sind extrem hoch. Es ist wichtig, den Standort für die Positionierung der Biogießerei, Kundengewinnung, Personalreisen und mehr in Betracht zu ziehen. Insbesondere in Boston gibt es in Watertown, Woburn und Natick neue Biotech-Szenen mit 40% geringeren Nebenkosten. Daher ist es möglicherweise im besten Interesse Ihres Budgets, andere Bereiche außerhalb des „Rampenlichts“ in Betracht zu ziehen.

Befolgen Sie die regulatorischen Richtlinien

GxP oder die 21CFR Part11-Konformität ist für Ihr Labor möglicherweise nicht erforderlich. Wenn Sie jedoch sicherstellen, dass Sie die Vorschriften nicht überschreiten, erhalten Sie mehr Vertrauen und Genauigkeit in Ihren Arbeitsabläufen.

Die Einhaltung bestimmter Vorschriften kann auch zu einer fruchtbaren Zusammenarbeit führen. Ziehen Sie die Einhaltung der DSGVO, CLIA und HIPAA in Betracht, um Partnerschaften mit Krankenhäusern und anderen Gesundheitsunternehmen einzugehen.

Schmiede einen Stamm mit einer Kultur der Zusammenarbeit

Da die Telearbeit an Bedeutung gewonnen hat, ist die Priorisierung der Unternehmenskultur auf der Strecke geblieben. Die Leute werden auf Zoom gefeuert und senden passiv-aggressive E-Mails über einen kleinen Konflikt, obwohl ein persönliches Gespräch bei einem Kaffee ausreichend ist. Die durchdachte und bewusste Kommunikation ist verschwunden. Aber in einem multidisziplinären Umfeld, wie in einer Biogießerei, muss Offenheit für transparente Kommunikation in der DNA der Organisation verankert sein.

Die Einrichtung von Stand-up-Meetings, einheitliche Trainingsprogramme und die Förderung einer Kultur motivierter Ideen und Vorschläge werden viel bewirken. Es gibt immer gute Ideen zur Optimierung, die häufig aufgrund schlechter Kommunikation oder Angst vor Ablehnung in der Mischung untergehen.

Die Kommunikation über den Betrieb kann auch über digitale Plattformen optimiert und geklärt werden, auf denen Arbeitsabläufe und Protokolle abgerufen, verfolgt und aktualisiert werden können, um die Leistung der Biogießerei aufrechtzuerhalten und zu optimieren.

Passen Sie sich an neue Technologien an und evaluieren Sie

Wir halten es häufig für falsch, eine Phase des Leistungsplaneaus als ein „ausreichend gutes“ Ergebnis zu betrachten, obwohl es sich in Wirklichkeit nur um kurzfristige Stabilität handelt. Im Zeitalter von KI/ML, in dem Software und Robotik mindestens viermal im Jahr aktualisiert werden, ist es unerlässlich, die Mitarbeiter zu schulen, auszubilden und zu motivieren, mit den neuesten Technologien auf dem Laufenden zu bleiben. Dies fördert eine Kultur der ständigen Verbesserung und des Experimentierens. Achten Sie jedoch darauf, zu evaluieren, wie sich diese Anpassungen auf Ihre Leistung auswirken: Wenn ein neues Tool nicht zu Ihnen passt, fahren Sie fort und suchen Sie nach einer anderen Lösung.

Für Walkaway Time optimieren

Eines der am meisten unterschätzten Werkzeuge in Biogießereien ist die Automatisierung. Ihr Roboter mag schick sein, aber wenn Sie ihn alle 5 Minuten warten müssen oder seiner Leistung nicht vertrauen, dann schöpfen Sie das volle Potenzial der Automatisierung nicht aus. Messen Sie den Erfolg Ihrer Automatisierung anhand der Zeit, in der Sie Ihr Gerät mit der Gewissheit verwenden können, dass ein Protokoll genau so abläuft, wie Sie es sich vorstellen.

Entwickeln Sie eine Datenstrategie

Der wichtigste Aspekt der Automatisierung von Biogießereien ist die Entwicklung einer digitales Labor und Datenstrategie. Kurz gesagt, das bedeutet, wie Sie den Betrieb Ihrer Biogießerei digitalisieren werden.

Definition eines starke Stichprobenstrategie (d. h. ein systematischer Plan für die Handhabung, Verarbeitung und Analyse von Proben) von Anfang an ist für einen erfolgreichen Laborbetrieb unerlässlich. Betrachten Sie als Nächstes die Daten, die aus der Probenanalyse generiert werden.

Zu den wichtigsten Fragen gehören:

• Welche Instrumente werden zur Datengenerierung verwendet? Sind sie ISO-zertifiziert, sicher und konform?
• Hat Ihre digitale Plattform (z. B. ELN, LIMS usw.) eine offene API/SDK für Integrationen und Datenanalysen? Kann es in Ihre Lieblingsroboter und andere Software integriert werden, die Sie im Labor verwenden?
• Ist Ihre Plattform zukunftssicher? Werden Sie ihr entwachsen, wenn Sie den Betrieb skalieren?

Fazit

In einem artikel in Natur Bei Flagship Pioneering (einem frühen Unterstützer von Moderna) ist man sich einig: Biotech-Innovatoren ziehen zahlreiche Vorteile aus einer Software, die ihre Abläufe miteinander verbindet. Digitale Laborplattformen, die die Zusammenarbeit zwischen Chemikern, Biologen, Bioinformatikern und anderen Mitarbeitern der Biogießerei verbessern, werden in unserer Welt nach der Pandemie zur Norm.

Und die Vorteile sind greifbar. Aram Adourian von Flagship Pioneering sagt: „In unseren Gruppen werden Experimente oft zwischen Nasslaborteams und Computerteams geplant, was eine Art iterativen, hin- und hergehenden Optimierungsprozess ermöglicht, um die anstehenden biologischen Fragen zu beantworten.“

In einer Biogießerei ist dies der Stoff, der alles zusammenhält!

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