Když je interdisciplinární program NEET na MIT tím pravým ořechovým

Katie Spivakovsky se už od útlého věku učila na svět dívat z různých úhlů pohledu. Večeře v rodinném domě v Menlo Parku v Kalifornii se často točily kolem témat jako Maillardova reakce – chemie hnědnutí potravin – nebo fascinujících tajemství prvočísel. Spivakovskyho rodiče, z nichž jeden studoval fyzikální chemii a druhý statistiku, v ní pěstovali lásku k poznání, která překračovala hranice jednotlivých oborů.

Na střední škole Spivakovsky prozkoumala vše od klasické literatury po informatiku. Věděla, že chce bakalářské studium, které by podporovalo její široké zájmy, místo, kde by každý obor byl na dosah.

„MIT okamžitě vynikal,“ říká Spivakovsky. „Ale konkrétně existence New Engineering Education Transformation (NEET) – skutečně unikátní iniciativy, která ponořuje studenty do interdisciplinárních příležitostí jak na kampusu, tak i mimo něj – to zpevnilo mé přesvědčení, že MIT je pro mě to pravé místo.“

NEET je mezioborový vzdělávací program, který umožňuje studentům řešit naléhavé výzvy 21. století prostřednictvím interdisciplinárního učení. Od druhého ročníku si studenti NEET vybírají jeden ze čtyř studijních oborů, neboli „vlákna“: Autonomní stroje, Klimatické a udržitelné systémy, Digitální města nebo Živé stroje. Po typických čtyřech letech absolventi NEET získají titul ve svém oboru a certifikát NEET, který je vybavuje jak hloubkovými znalostmi v jejich zvoleném oboru, tak i schopností pracovat a dosahovat výsledků v několika oblastech.

Spivakovsky je nyní studentkou třetího ročníku, která studuje biologické inženýrství a umělou inteligenci a rozhodování s vedlejším oborem matematika. V době, kdy se obory jako biologie a informatika spojují jako nikdy předtím, se o sobě popisuje jako „zájemkyně o to, jak využít inženýrské a výpočetní nástroje k objevování nových biomedicínských poznatků“ – ústřední téma NEET vlákna Živé stroje, do kterého je nyní zapsána.

„NEET je o něčem víc než o inženýrství,“ říká Amitava „Babi“ Mitra, zakladatel a výkonný ředitel NEET. „Je o výchově mladých inženýrů, kteří sní o velkých věcech, ctí spolupráci a jsou připraveni řešit nejtěžší výzvy světa se srdcem a zvědavostí. Sledovat, jak studenti jako Katie vzkvétají, je důvodem, proč tento program má tak hluboký význam.“

Spivakovskyho úspěchy během studia na MIT už mají globální dosah. V roce 2023 vedla studentský tým na Mezinárodní soutěži geneticky modifikovaných strojů (iGEM) v Paříži, Francie, kde prezentovali koncept terapie k léčbě kachexie. Kachexie je stav úbytku tuku a svalů bez schválené léčby FDA. Tento stav postihuje 80 % pacientů s rakovinou v konečném stádiu a je zodpovědný za 30 % úmrtí na rakovinu. Spivakovskyho tým získal stříbrnou medaili za návrh inženýrství makrofágů k odstranění nadbytku interleukin-6, prozánětlivého proteinu nadprodukovaného u pacientů s kachexií, a jejich výzkum byl později publikován v časopise Undergraduate Research Journal MIT, což Spivakovsky označila za „neskutečnou a pokořující čest“.

Spivakovsky pracuje jako studentka výzkumnice v BioNanoLab Marka Bathea, profesora biologického inženýrství a bývalého ředitele fakulty NEET. Laboratoř využívá DNA a RNA k inženýrství materiálu v nanoskopickém měřítku pro použití jako terapeutika a v informatice. Její zaměření spočívá ve validaci nukleových kyselin nanopartikulí pro použití v terapeutice.

Podle Bathea „Katie vykazuje obrovský potenciál jako vědecká vůdkyně – do svého projektu na výrobu nových vakcín vnáší bezkonkurenční vášeň a kreativitu s hloubkou znalostí v biologii i informatice, která je skutečně bezkonkurenční.“

Spivakovsky říká, že kurz 20.054 (Living Machines Research Immersion), který absolvuje v programu NEET, doplňuje její práci v Batheově laboratoři a poskytuje komplexní zkušenosti prostřednictvím workshopů, které zdůrazňují vědeckou komunikaci, sledování vědecké literatury a aktualizace průběhu výzkumu. „Zajímá mě celá řada předmětů a zjistila jsem, že přepínání mezi nimi pomáhá udržovat věci svěží,“ říká.

Její interdisciplinární přístup ji v létě přivedl do společnosti Merck, kde Spivakovsky absolvovala stáž v týmu Modelování a informatika. Během přispívání k vývoji léku k deaktivaci proteinu způsobujícího rakovinu říká, že se naučila používat nástroje výpočetní chemie a vyvinula techniky geometrické analýzy k identifikaci míst na proteinu, kde by se mohly vázat molekuly léku.

„Můj tým i nadále aktivně používá software, který jsem vyvinula, a poznatky, které jsem získala během své práce,“ říká Spivakovsky. „Cílový protein má obrovskou populaci pacientů, takže doufám, že v příštím desetiletí vstoupí léky na trh a můj malý příspěvek může změnit život mnoha lidem.“

Když se Spivakovsky dívá do budoucna, představuje si sebe na křižovatce umělé inteligence a biologie, ideálně v roli, která kombinuje laboratorní práci s výpočetním výzkumem. „Nemyslím si, že bych se dokázala usadit v kariéře, která by byla úplně bez jednoho nebo druhého,“ říká. „Tato neuvěřitelná synergie je tím, co mě nejvíce inspiruje.“

Ať už Spivakovskyho zvědavost zavede kamkoli dál, říká jedna věc je jistá: „NEET mi skutečně pomohl ve vývoji jako vědkyně.“