教育 2003年、シュールレはドイツのカールスルーエにあるカールスルーエ工科大学 (KIT)で高等教育課程を修了しました。 [ 2 ] 在学中、シュールレはハインリッヒ・ヘルツ 奨学金とドイツ国家奨学金の助成を受け、2つの国際機関で技術を学び、工学の専門知識を応用するために海外へ渡航しました。[ 2 ] シュールレはまずニュージーランドのクライストチャーチにあるカンタベリー大学 で生物工学の研究を行いました。 [ 1 ] 彼女は自動薬物注入と制御について研究し、2006年にプロジェクトを完了しました。[ 3 ] その後、彼女は日本の京都大学へ渡り、ナノ/マイクロシステム研究室で カーボンナノチューブ ベースのセンサーの構築と生物医学応用への応用の基礎を学びました。[ 3 ] 2008年に日本での研究を終えた後、シュールレはドイツに戻り、追加のコースと研究を完了し、修士号を取得しました。2009年までにKITで工業工学 と経営学の学位を取得。[ 1 ]
修士課程修了後、シュールレはチューリッヒのスイス連邦工科大学 (ETHZ)のロボット工学・インテリジェントシステム研究所で博士課程に進みました。[ 3 ] ETHZ在籍中、シュールレは磁気操作を、生体医療診断・治療ツールやデバイス用のワイヤレスナノスケールロボットの制御手段として研究しました。[ 3 ] シュールレは2014年に博士課程を修了し、磁気操作技術に関する論文で評価を受けました。[ 4 ]
キャリア シュールレは、マサチューセッツ州ケンブリッジにあるマサチューセッツ工科大学の コッホ研究所 で博士研究員として研究を行った。[4] コッホ研究所では、腫瘍プロファイリングと腫瘍への薬剤輸送におけるナノセンサーの使用について研究した。[ 4 ] シュールレは 2017 年 に博士研究員としての研究を終えた。[ 4 ]
2017年、シュールレはチューリッヒ工科大学(ETH Zürich) のレスポンシブ・バイオメディカル・システムズのテニュアトラック助教授に就任した。 [ 4 ] シュールレが主任研究員を務めるレスポンシブ・バイオメディカル・システムズ研究所は、彼女が着任する直前の2017年に設立されたトランスレーショナル・メディシン研究所の一部である。[ 5 ] 研究所の目標は、研究室と臨床現場の境界線を歩み、科学をできるだけ早く治療や診断に活かすことである。[ 5 ] レスポンシブ・バイオメディカル・システムズ研究所で、シュールレは、疾患の細胞基盤を探求し、疾患を診断し、疾患プロセスを標的とする革新的なナノスケールおよびマイクロスケールのツールを設計することを目標とする研究プログラムを率いている。[ 4 ]
シュールレ氏は、シンギュラリティ・グループの専門家諮問委員会のメンバーであり、投資家を最も有望な未来技術へと導いています。[ 3 ] シュールレ氏はまた、世界経済フォーラムの人間能力向上に関するグローバル未来評議会にも参加しています。[ 6 ] シュールレ氏はまた、STEM分野における女性の活躍と学術界の文化改善を提唱しています。彼女は、科学は個々の孤立した分野ではなく、学際的なチームで行われるべきだと主張しています。[ 7 ]
研究
磁気制御方法と微細構造設計 シュールレは大学院での研究において、京都での学部時代の経験から得た専門知識を活かし、カーボンナノチューブ(CNT)の特性と他の物質との界面を機械的に特徴付ける革新的な方法を開発した。[ 8 ] 透過型電子顕微鏡(TEM)は新しいCNTの特性を観察するためによく用いられるため、シュールレらはCNTと金属の接触強度を画像化できるTEM互換デバイスの製造技術を設計した。[ 8 ] このデバイス設計により、CNTと金属の接触が滑るなどのCNT技術の不具合を観察することができ、これは小型デバイスで使用するための将来のCNT製造に役立つだろう。[ 8 ]
この開発を受けて、Schürleは磁場を介して磁性ナノ構造をサーボ制御する方法を設計し、本質的にはナノスケールで物体の姿勢と動きを制御できる磁石ベースのシステムを開発した。[ 9 ] 彼らのシステムは、磁気薬剤キャリア技術の設計と実装、およびそれを癌細胞に標的化するために制御されたサーボ制御が不可欠であるため、トランスレーショナル医学に重要な応用がある。[ 9 ]
ナノスケールおよびマイクロスケールのセンサーとロボット工学 MIT在籍中、シュールレは腫瘍微小環境の診断と特性評価を可能にする生体内ナノツールの設計に取り組んだ。[ 10 ] 標的腫瘍治療の第一歩は、腫瘍の特定の生物学的特性と微小環境を正確に診断することであるため、シュールレは、交互磁場を介してプロテアーゼ活性ナノセンサーを特異的に制御および送達できるシステムの設計を開始した。[ 10 ] ナノセンサーは体内に送達され、熱活性化によって腫瘍部位で露出され、粒子内のタンパク質成分が散逸し、尿中の検出可能な副産物と反応して定量化および診断情報が得られる。[ 10 ] シュールレと彼女の同僚は、ヒト大腸がんのマウスモデルでこの技術を検証し、腫瘍活性をうまく評価した。[ 10 ]
シュールレと彼女の同僚はその後、細胞の挙動のメカノバイオロジー特性を測定できるロボット技術の設計を強調した重要な論文を発表しました。[ 11 ] 彼らは細菌を模倣したマイクロロボットプローブを設計し、マクロファージ(貪食性の自然免疫細胞)が細菌を狩り、貪食する際の攻撃プロファイルを特徴付けることができました。[ 11 ] シュールレと彼女の同僚はロボットの並進運動と回転運動を動的に制御できたため、マクロファージの攻撃戦略が、異なる並進および回転する獲物のダイナミクスに対してどのように異なるかを評価することができました。[ 11 ] 5自由度の磁気ピンセットシステムにより、ロボットの動きを動的に制御することができました。[ 11 ] その後、シュールレはこの技術に基づいてMagnebotixという会社を共同設立しました。[ 12 ] Magnebotix は、結晶の捕捉や生体内のさまざまな細胞や組織のメカノバイオロジーの解剖など、生物システムへの応用を目的としたナノロボット技術を開発しています。[ 13 ]
Schürle は、標的薬物送達用に設計された生物システムに基づく革新的なロボットツールの開発を続けています。2019 年に、 Schürle と同僚は、ナノ粒子 が血管を通って組織へ容易に輸送されるようにする 2 種類の新しいマイクロプロペラを開発しました。[ 14 ] 1 つ目の構造は人工細菌鞭毛 で、2 つ目はナノ粒子 の輸送を推進する流体流を生成する生きた磁性 細菌の群れです。[ 14 ] 既に確立されている生物学的構造と生きた生物学を活用したこれらの革新的な薬物送達手段は、患者に対する効果的な標的薬物送達プラットフォームの進歩を促進するでしょう。[ 14 ]
受賞歴と栄誉 2020年KITE賞[ 15 ] [ 16 ] 2016年ブランコ・ワイス・フェローシップ - 社会と科学[ 1 ] 2014年チューリッヒ工科大学優秀博士論文賞[ 3 ] 2014年ドイツ学術交流会(DAAD)博士研究員フェローシップ[ 17 ] 2014年スイス国立科学財団早期博士研究員モビリティフェローシップ[ 17 ] 2014年最優秀医学論文賞、共著者、IEEE国際ロボットオートメーション会議[ 1 ] 2008年ハインリッヒ・ヘルツ研究奨学金、ドイツ[ 1 ] 2008年バーデン=ヴュルテンベルク州財団奨学金[ 1 ] 2003年ロータリー財団奨学金、ドイツ[ 1 ]
厳選された出版物 腫瘍イメージングのための標的型磁気共鳴画像造影剤の遺伝子コード化。Simone Schuerle、Maiko Furubayashi、Ava P. Soleimany、Tinotenda Gwisai、Wei Huang、Christopher Voigt、Sangeeta N. Bhatia。ACS Synthetic Biology、vol. 9: no. 2、pp. 392–401、ワシントンDC:American Chemical Society、2020年。[ 18 ] 対流促進型ナノ粒子輸送のための合成マイクロプロペラと生体マイクロプロペラ。Simone Schuerle、Ava P. Soleimany、T. Yeh、GM Anand、M. Häberli、HE Fleming、Nima Mirkhani、Famin Qiu、Sabine Hauert、X. Wang、Bradley J. Nelson、Sangeeta N. Bhatia。Science Advances、vol. 5: no. 4、pp. eaav4803、ワシントンDC: AAAS、2019年。[ 14 ] ロボット制御された微小獲物による食作用に先行する初期攻撃モードの解明。Simone Schuerle、Ima Avalos Vizcarra、Jens Moeller、Mahmut Selman Sakar、Berna Özkale、Andre Machado Lindo、Fajer Mushtaq、Ingmar Schoen、Salvador Pane、Viola Vogel、Bradley J. Nelson。Science Robotics、vol. 2: no. 2、pp. eaah6094、ワシントンDC:AAAS、2017年。[ 11 ] 生体内腫瘍プロファイリングのための磁気駆動プロテアーゼセンサー。Simone Schürle、Jaideep S. Dudani、Michael G. Christiansen、Polina Anikeeva 、Sangeeta N. Bhatia。Nano Letters、vol. 16: no. 10、pp. 6303–6310、ワシントンDC:American Chemical Society、2016年。[ 10 ] 生命科学への応用を目的としたマイクロ構造およびナノ構造の三次元磁気操作。Simone Schuerle、Sandro Erni、Maarten Flink、Bradley E. Kratochvil、Bradley J. Nelson。IEEE Transactions on Magnetics、vol. 49: no. 1、pp. 321–330、Piscataway、NJ、USA: IEEE Inst. Electrical Engineers Inc.、2013。[ 19 ] ワイヤレス磁気操作のためのCoNiRePで無電解コーティングされたらせん状および管状脂質微細構造。Simone Schuerle、Salvador Pané、Eva Pellicer、Jordi Sort、Maria D. Baro、Bradley J. Nelson。Small、vol. 8: no. 10、pp. 1498–1502、Weinheim: Wiley-VCH、2012。[ 4 ]
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