Talenten smeden met een carrière in bioprocessing

Advertentiefunctie

Talenten smeden met een carrière in bioprocessing

Door Emma HittJul. 15, 2011, 4:00 uur

Deze advertentiefunctie is in opdracht gegeven, bewerkt en geproduceerd door het Custom / Publishing Office van Science / AAAS

Bioprocessing is een groeiend veld dat elk proces omvat dat levende cellen of hun componenten gebruikt om gewenste producten te verkrijgen, zoals biobrandstoffen en therapeutica.

Bioprocessing is een groeiend veld dat elk proces omvat dat levende cellen of hun componenten (bijv. Bacteriën, enzymen of chloroplasten) gebruikt om gewenste producten te verkrijgen, zoals biobrandstoffen en therapeutica. Net als bij andere gebieden die onder de bredere reikwijdte van de biotechnologie worden beschouwd, maakt bioprocessing gebruik van meerdere kennisgebieden, maar met name moleculaire biologie, chemische technologie en productie. Met de vooruitgang in de biotechnologie en een voortdurende behoefte aan farmaceutische producten en duurzame vormen van brandstof, evenals goedkopere, effectievere manieren om ze te maken, zien de kansen in bioprocessing, zowel op het niveau van studenten als afgestudeerden, er veelbelovend uit.

Ik heb ontdekt dat één ding dat veel mensen die in deze branche werken, bindt, de voldoening is dat het werk dat je doet het leven van iemand beter gaat maken.

Michael Fino

Het spectrum van bioprocessing

Bioprocessing, in de breedste zin van het woord, is de omzetting van grondstoffen in producten met behulp van biologische processen. Volgens David Wood, professor aan de Afdeling Chemische en Biomoleculaire Technologie aan de Ohio State University, kan bioproces losjes worden onderverdeeld in vier belangrijke en enigszins diverse gebieden, namelijk: (1) grootschalige voedselverwerking, (2) de productie van fijne chemicaliën en kleine moleculen, (3) de productie van recombinante eiwittherapeutica (biologie) en (4) de productie van hernieuwbare energie.

Lee Rybeck Lynd

"Bioprocessing wordt in het algemeen onderscheiden van landbouw of landbouw omdat het meestal verwijst naar methoden die het gebruik van geïsoleerde cellen of enzymen in een kunstmatige omgeving omvatten, " legt Wood uit. Hij wijst er echter op dat bioprocessing een zeer divers studiegebied is dat kan variëren van de grootschalige productie van gefermenteerd voedsel of biobrandstoffen tot kleinschalige, hoogwaardige therapeutische eiwitproductie. Hoewel al deze processen samenhangen door hun afhankelijkheid van een biologische component, vertonen de schaal, de betrokken technologieën en economische factoren een enorme diversiteit, zegt Wood.

"Het bioprocesveld omvat processen die een paar gram product opleveren met een waarde van miljoenen dollars per gram (bijvoorbeeld sommige geneesmiddelen), tot processen die miljoenen tonnen producten opleveren die een paar cent per pond waard zijn (bijvoorbeeld sommige biobrandstoffen), " zegt Lee Rybeck Lynd, professor in milieutechniekontwerp, aan de Thayer School of Engineering aan het Dartmouth College in New Hampshire.

Suwan N. Jayasinghe Credit: BioPhysics Group-UCL

Suwan N. Jayasinghe, hoofdonderzoeker voor de biofysica-groep van het Department of Mechanical Engineering aan het University College London (UCL), Verenigd Koninkrijk, legt uit dat de term bioprocessing zich uitbreidt met een grotere verscheidenheid aan disciplines, waaronder biofysica, biotechnologie en biomaterialen. "In wezen zijn er verschillende manieren om het veld te definiëren en er zijn grote variaties", zegt hij.

Gezien de diversiteit van onderzoek naar bioprocessing en de toenemende vraag naar producten zoals biobrandstoffen en farmaceutische producten, zullen de carrièremogelijkheden waarschijnlijk groeien. "Dit is een steeds groeiende industrie", zegt Jayasinghe van UCL. "Onze behoefte om onze evoluerende problemen in de gezondheidszorg aan te pakken en te begrijpen, vormt een constante uitdaging voor de conventionele biologie en geneeskunde en vereist daarom de constante behoefte aan nieuwe geesten."

Wood wijst erop dat hoewel biobewerking als geheel een redelijk volwassen veld is, sommige gebieden blijven groeien en weer andere ontstaan. "Zeker, de ontwikkeling van hernieuwbare energie is een snelgroeiend gebied, met veel groeimogelijkheden", zegt hij.

Trainingsmogelijkheden in bioprocessing

Een gebied in de Verenigde Staten dat bijzonder rijp is voor kansen en groei is het gebied met onderzoeksdriehoeken in North Carolina. Volgens de North Carolina Community Colleges BioNetwork heeft de staat meer dan 525 bioscience-gerelateerde bedrijven die ongeveer 58.000 mensen in dienst hebben - waarmee het een van de beste biotech-hubs in de Verenigde Staten is.

"We hebben nauw samengewerkt met de staat en het North Carolina Biotechnology Center om meer industrie naar het gebied te trekken, en het hebben van een pijplijn van goed opgeleide studenten is een van de lokmiddelen die deze bedrijven hier aantrekken", zegt Chris Daubert, professor en interim-hoofd van de afdeling Food, Bioprocessing and Nutrition Sciences van North Carolina State University (NCSU). Volgens Daubert biedt NCSU een van de eerste bacheloropleidingen die specifiek gericht zijn op een carrière in de bioprocessing. Het programma is onlangs afgestudeerd in het voorjaar van 2010.

Michael Fino Credit: Foto: Jessica Fino

MiraCosta College in Oceanside, Noord-San Diego County, Californië is ook gevestigd in een van de grotere centra van life science-activiteiten in de Verenigde Staten en biedt certificaatprogramma's die gericht zijn op laboratoriumvaardigheden, bioprocestechnologie en de productie en analyse van biobrandstoffen, zegt Michael Fino, hoofdinstructeur in het Bioprocess Technology Program bij MiraCosta.

"Er is weinig twijfel dat de toekomst van de geneeskunde, inclusief diagnose en behandeling, zal worden gebaseerd op biotechnologie, " zegt hij. "Bovendien wordt verwacht dat biotechnologie een cruciale rol speelt in onze toekomstige energieonafhankelijkheid s er is een enorm groeipotentieel." Fino wijst er echter op dat het groeipercentage, net als bij andere gebieden van wetenschappelijke ontwikkeling, sterk afhankelijk zal zijn van private en overheidsfinanciering, waardoor het vatbaar is voor economische veranderingen.

NCSU's bioprocesing science-programma somt kwaliteitsborging, procesontwikkeling en productontwikkeling op als potentiële carrièrepaden voor afgestudeerden van hun programma.

"Mensen die in het bezit zijn van diploma's of bachelor-graden zijn vaker betrokken bij het daadwerkelijk uitvoeren van de bioprocestechnieken, terwijl mensen met een universitair niveau vaker betrokken zijn bij de ontwikkeling en het begrip van bioprocestechnieken, " zegt Fino.

Er zijn veel geschikte afgestudeerde graden voor studenten die geïnteresseerd zijn in bioprocessing, waaronder professionele masterprogramma's in microbiële microbiologie of biomanufacturing en MS-programma's in microbiologie, voedselwetenschap, biochemie of engineering, zegt Daubert van NCSU. "Er zijn allerlei mogelijkheden voor deze studenten om te volgen", legt hij uit, en voegt eraan toe dat studenten met dit soort graden hun loopbaanopties open kunnen houden, omdat het curriculum hen ook voorbereidt op de professionele school, de medische school of de apotheek.

Hans Blaschek Credit: H. Blaschek

Volgens Hans Blaschek, directeur van het Center for Advanced BioEnergy Research (CABER) aan de Universiteit van Illinois, zijn er aanzienlijke kansen in bioprocessing voor studenten met zowel de undergraduate en graduate graden, vooral degenen met een expertise in het opschalen en vertalen van protocollen uit de laboratoriumbank naar productie. Vooral de biobrandstoffen, bio-energie en de farmaceutische industrie hebben waarschijnlijk behoefte aan afgestudeerden met dergelijke expertise. Om studenten te helpen trainen, biedt CABER een op bio-energie gericht curriculum via hun Professional Science-masterprogramma. Nu in het derde jaar biedt het programma studenten ook de mogelijkheid om professionele bedrijfservaring op te doen door middel van cursussen en een stage.

Carrière richtingen

Beth Junker Credit: (c) Merck & Co. Inc. 2011

De sleutel tot de toekomst van bioprocessing, zegt Lynmouth van Dartmouth, zal personeel zijn dat gekwalificeerd is om alle fasen van operaties voor bioprocessiefaciliteiten en -apparatuur uit te voeren, zowel op onderzoeks-, piloot- en commerciële schaal als procesgerelateerde aspecten van onderzoek en ontwikkeling. "Bioprocessing heeft technici van verschillende soorten nodig [inclusief chemische, biochemische, mechanische, procesbesturing en instrumentatie-ingenieurs], chemici en levenswetenschappers, " zegt hij. Hij voegt eraan toe dat de meeste banen in de bioverwerking meer gericht zijn op procesontwikkeling en -operatie dan onderzoek en ontwikkeling in een vroeg stadium.

In de industrie zijn er volop kansen voor mensen met achtergronden in zowel life sciences als engineering. Beth Junker, senior wetenschappelijk directeur in de bioprocesontwikkelingsgroep van Merck Research Laboratories, legt uit dat Merck zich richt op het gebruik van bioprocestechnieken om biologische en vaccinkandidaten voor hun pijplijn te ontwikkelen. Ze voegt eraan toe dat "groene chemie" sterk wordt benut in de vorm van biokatalytische conversies voor verschillende synthetisch verkregen productkandidaten.

Mary Pat Moyer Credit: Foto Aangeboden door INCELL Corporation LLC

Volgens Junker zijn de behoeften van het bedrijf onder meer mensen die bekwaam zijn in de productie met behulp van bioprocestechnieken, evenals de analyse en ontwikkeling van nieuwe bioprocesmethoden. "We nemen doorgaans biochemische en chemische ingenieurs, biochemici, microbiologen en analytische en fysische chemici in dienst, " zegt ze, voor "kansen die grotendeels gericht zijn op het bevorderen van productkandidaten via onze pijplijn en het overbrengen van hun productie naar productie."

Bij Incell - een klein bedrijf in San Antonio, Texas, dat contractdiensten levert voor verschillende biomedische toepassingen op het gebied van regeneratieve geneeskunde, kanker, vaccins en infectieziekten - mensen met kennis van bioprocessen op gebieden zoals productontwikkeling, onderzoek, testen, en kwaliteitsborging en -controle worden meestal ingehuurd, zegt Mary Pat Moyer, chief executive officer en chief science officer. Ze wijst er echter op dat "van iedereen wordt verwacht dat hij meerdere taken in een klein bedrijf uitvoert en de algehele teaminspanning ondersteunt."

Trends in bioprocessing

Bioprocessing is afhankelijk van steeds voortschrijdende technologie en zal blijven evolueren naarmate nieuwe methoden worden ontwikkeld. Wood gelooft dat synthetische organismen die specifiek zijn ontworpen voor efficiënte productie van biobrandstoffen in de toekomst steeds belangrijker zullen worden. "De ontwikkeling van deze organismen is nog maar net begonnen. Hoewel hun waarschijnlijke capaciteiten nog onduidelijk zijn, is dit een gebied waar zeer creatieve en goed opgeleide mensen opwindende carrières zullen vinden, " legt Wood uit. "Eenmaal gecreëerd, zouden deze organismen volledig nieuwe benaderingen voor energieproductie mogelijk maken, en de processen om deze microben effectief te gebruiken zouden ook ontwikkeling vereisen", zegt hij.

Op biofarmaceutisch gebied heeft "de focus op recombinante humane antilichaamtherapieën, samen met de ontwikkeling van uiterst efficiënte platformprocessen voor hun productie, de rijping van de industrie versneld", zegt hij. De biofarmaceutische industrie wordt echter getroffen door verlopen patenten en overzeese migratie van productiefaciliteiten, evenals verschillende acquisities en consolidatie tussen bestaande bedrijven, en deze factoren hebben geleid tot onzekerheid over de groei van banen in deze sector.

"Mijn gevoel is dat de [biofarmaceutische] industrie in transitie is, en het scheppen van banen zal groeien met de ontwikkeling van gepersonaliseerde medicijnen en de ontdekking van nieuwe klassen therapeutische eiwitten, " zegt Wood, en merkt op dat de ontwikkeling van genoomsequentie met hoge doorvoer ook aangezien efficiënte en betrouwbare productieprocessen de weg hebben vrijgemaakt voor een explosie van gerichte therapieën op basis van de genetische samenstelling van patiëntenpopulaties. Hoewel de ontdekking van deze producten zal worden aangedreven door elementaire wetenschap, vereist hun ontwikkeling en productie bioproces-ingenieurs die bekwaam zijn in de verschillende facetten van de productie, voegt hij eraan toe.

Advies voor bioprocessing carrière zoekers

Studenten die een carrière in de bioverwerking zoeken, moeten beginnen na te denken over hoe hun achtergrond van toepassing is of kan worden afgestemd op de groeiende behoeften van het veld. "Mijn belangrijkste advies aan iedereen die dit gebied overweegt, is om zoveel mogelijk cursussen in engineering en biologie te volgen, " zegt Wood. "Het nieuwe tijdperk van bioprocessing zal worden aangedreven door fundamentele biologische wetenschap in harmonie met conventionele technische benaderingen, en degenen die gemakkelijk tussen deze twee werelden kunnen bewegen, zullen de grootste kansen en gevolgen op dit gebied hebben", zegt hij. "Dit feit wordt steeds duidelijker voor het inhuren van managers en bedrijven, en veel universiteiten hebben nu specifiek hun onderwijs- en onderzoeksinspanningen in biologische en biomoleculaire engineering opgevoerd."

Junker merkt op dat carrières in bioprocessen grotendeels interdisciplinair van aard zijn, dus "enige kennis en waardering van de uitdagingen buiten het eigen vakgebied wordt zeer gewaardeerd", zegt ze. "Teamwork en schriftelijke en mondelinge communicatievaardigheden zijn ook essentieel, vooral voor effectieve en efficiënte probleemoplossing", voegt ze eraan toe.

Moyer is het ermee eens dat praktische vaardigheden voor operaties, probleemoplossing en teamwerk belangrijk zijn, evenals sterke communicatieve vaardigheden zowel schriftelijk als mondeling. "Voorafgaande werkervaring, bij voorkeur in een baan buiten de academische opleiding, is vereist voor alle werkgelegenheidsniveaus bij Incell", voegt ze eraan toe.

Volgens Robinson moeten mensen die op zoek zijn naar een carrière in bioprocessing veel ervaring opdoen in moleculaire biologie en scheikundige technologie op het niveau van afgestudeerden en postdoctoralen en moeten ze proberen een mengsel van technische vaardigheden op deze gebieden te ontwikkelen.

In alle opzichten kan een carrière in de bioverwerking zeer de moeite waard zijn. "Ik heb ontdekt dat één ding dat veel mensen die in deze branche werken, bindt, de voldoening is dat het werk dat je doet het leven van iemand beter gaat maken", zegt Fino.

Als teken van de kindertijd en groei van het veld, werd de International Society for BioProcess Technology pas vorig jaar gelanceerd. We hebben de uitvoerend directeur van de organisatie, Keith L. Carson, ChE, MBA, geïnterviewd over de bioverwerkende industrie en potentiële carrières in het veld.

Vraag: Hoe dient The International Society for BioProcess Technology haar leden?

A: De International Society for BioProcess Technology is toegewijd aan de wetenschappers en ingenieurs die dagelijks verantwoordelijk zijn voor het creëren en beheren van schaalbare en reproduceerbare processen, evenals de testen die nodig zijn om onbetwistbare kwaliteit te waarborgen. Via netwerkevenementen en de webgebaseerde bronnen van de samenleving hebben biotech-professionals toegang tot en delen ze de technieken en best practices die nodig zijn voor veilige, effectieve en consistente producten.

We bieden ook middelen om bedrijven te helpen de juiste personen te vinden, en helpen individuen de juiste banen te vinden.

Vraag: Wat zijn enkele van de carrièremogelijkheden voor afgestudeerden en afgestudeerden die op dit gebied beschikbaar zijn en hoe ziet de baan eruit?

A: Er is een voortdurende behoefte aan zowel niet-gegradueerden als afgestudeerde diploma's in de bioprocessing-industrie voor functies in onderzoek, procesontwikkeling, productie, kwaliteitscontrole, kwaliteitsborging, validatie en andere functies. Er is een vrij constante vraag naar graden van alle biologische wetenschappen, waaronder biochemie, microbiologie, celbiologie en moleculaire biologie. Bovendien kunnen goede chemici altijd een aanzienlijke waarde bieden op een aantal gebieden, waaronder eiwit- en analytische chemie. Dan is er een grote behoefte aan ingenieurs die effectief kunnen communiceren met de wetenschappers, plus het ontwerpen en bedienen van de systemen en faciliteiten die nodig zijn om de producten te maken. Het veld wordt gedomineerd door chemische ingenieurs, maar biochemische en mechanische ingenieurs bezetten ook belangrijke posities, en het is zeker mogelijk voor een elektrotechnisch ingenieur om een ​​rol te spelen aan de faciliteit en instrumentatiezijde van de grotere bedrijven.

Hoewel het helpt om een ​​gevorderd diploma te hebben, is een bachelordiploma voldoende voor de technische disciplines en veel van de wetenschappelijke vakgebieden. Dan is een MBA altijd een pluspunt voor degenen die willen overstappen naar management.

Hoewel veel van de grotere bedrijven de afgelopen twee jaar personeel hebben ingekrompen, zag ik groei in de kleinere bedrijven, en met name de contractservicebedrijven [die testen, ontwikkelen en produceren]. Voor loopbaanontwikkeling werkt het echter het beste als iemand eerst een paar jaar onder zijn of haar riem kan krijgen bij een groot bedrijf.

Vraag: Welk advies zou je hebben voor iemand die misschien geïnteresseerd is in een carrière op dit gebied?

A: Ik raad iedereen ten zeerste aan alles te doen om bij een groot biofarmaceutisch bedrijf stage te lopen terwijl ze op de bacheloropleiding zitten, en te profiteren van programma's die veel universiteiten aanbieden en studenten toestaan ​​om afwisselend semesters te werken in zeer zinvolle banen.

Als iemand dan een gevorderd diploma wil, moet hij of zij overwegen dit parttime te doen terwijl hij voor een groot bedrijf werkt, die misschien zelfs voor de cursussen betaalt. En tot slot heeft het voor mij weinig zin om iemand postdoctoraal werk te doen in een academische instelling waar de beloning laag kan zijn en de leerervaring niet te vergelijken is met wat er in de industrie te krijgen is. Meestal beschikken de grote bedrijven over de nieuwste technologie en is er vaak geen tekort aan geld of voorraden.

Ten slotte zijn er veel goede posities die voortdurend beschikbaar komen bij verschillende overheidsinstanties, waaronder de Amerikaanse Food and Drug Administration. Beginsalarissen kunnen variëren van $ 80K tot $ 100K voor personen met Ph.Ds. Met dit soort ervaring zal een baan in de regelgeving in de industrie gemakkelijk kunnen worden bereikt.

Uitgelichte deelnemers

  • Dartmouth College
  • Incell Corporation
  • International Society for BioProcess Technology
  • Merck & Co.
  • MiraCosta College
  • North Carolina State University
  • De Ohio State University
  • Universiteits Hogeschool Londen
  • Universiteit van Illinois