det finns kraft i språket som ofta överskrider de enklaste avsikterna i sin konstruktion. Så är fallet för termen ”translationell forskning”, som definieras av European Society of Translational Medicine som en tvärvetenskaplig gren av biomedicinsk vetenskap som stöds av 3 huvudpelare: benchside, bedside och community (1). Definierat på detta sätt innebär translationell forskning tillämpningen av vetenskapliga observationer på det mänskliga tillståndet, en process som involverar många steg från uppfattningen av problemet till dess ultimata tillämpning (2). ”Grundforskning” hänvisar däremot till vetenskaplig forskning som utförs utan något särskilt praktiskt syfte i åtanke a priori. Det finns dock många nyanser och förvirringar som följer med användningen av dessa termer. För att utforska dessa skillnader och deras konsekvenser för biomedicinsk forskning bör vi först vända oss till grundläggande definitioner
forskning bygger på intellektuell undersökning med fokus på att upptäcka, tolka och revidera mänsklig kunskap om världen och som sådan är en reflekterande strävan. ”Biomedicinsk forskning”, som en delmängd av forskning, är bred i omfattning, med hänvisning till aktiviteter som spänner över många discipliner inom biologi och medicin. Inom dessa breda discipliner är experiment utformade för att förstå verkligheten genom att undersöka händelser på många olika organisationsnivåer, från atomnivå (t.ex. struktur av viktiga biologiska molekyler), till molekylära och cellulära nivåer (t. ex. biokemi, cellbiologi), till organismnivå (t. ex. fysiologi och patofysiologi) och till befolkningsnivå också (t. ex. populationsgenetik, epidemiologi och folkhälsa). Dessa domäner är inte tätt avgränsade: många områden av biomedicinsk forskning, som självdefinierad eller avgränsad av professionella organisationer eller akademiska avdelningar, spänner över många eller till och med alla dessa nivåer av experimentell undersökning.
Tänk på neurobiologins disciplin, med forskning som behandlar ämnen som är så olika som jonkanalernas atomstruktur; signaltransduktion; utveckling av nervsystemet; systemegenskaper hos neurala nätverk; grunden för de framväxande egenskaperna hos medvetande, kognition och känslor; den molekylära grunden för sjukdomar i nervsystemet; och många andra. Många sådana studier kan utföras i enkla eller komplexa modeller och alltmer hos människor. Utredare kan fokusera selektivt på enskilda element (t.ex. jonkanalstruktur och funktion) eller integrera observationer på flera nivåer för att svara på en specifik fråga. Tänk på en genetisk sjukdom i nervsystemet där en definierad mutation orsakar en molekylär förändring i ett specifikt protein, vars förståelse kräver att man studerar effekterna av den molekylära defekten på neuronfunktionen (t. ex. en kanalopati) och på komplexa neurala kretsar (dvs., interneuronal kommunikation) och beteende. Finns det en tydlig linje som skiljer vilken del av sådan neurovetenskaplig forskning som är grundläggande och vilken är translationell? Förtydligandet av de systemomfattande (cellulära eller organismala) konsekvenserna av mutationen informerar inte bara vår förståelse av sjukdomspatogenes utan informerar också proteinets grundläggande biologi som inte kunde uppskattas från studier av proteinet isolerat.
nästa, överväga genetik, ett fält som omfattar olika, undersökande insatser, spänner över atomupplösning av DNA–struktur och DNA-protein interaktioner, den genetiska grunden för utveckling, hur förändringar i genomet orsakar förändrad funktion och sjukdom, och det sätt på vilket genetisk variation påverkar lämpligheten av populationer. Var och en av dessa distinkta aspekter (och andra) kan studeras i olika modellsystem, inklusive organismer så olika som jäst, maskar, flugor, möss och mest relevanta för Medicin, Människor. Utredare intresserade av ett specifikt Biomedicinskt problem (t. ex., åldrande, metabolism) kan utföra forskning som spänner över många av dessa undersökningsnivåer i mer än en av dessa modeller. Hur kan vi skilja grundläggande från translationell forskning i detta sammanhang? Är forskning om molekylära detaljer om DNA-proteininteraktioner mer grundläggande än forskning om rollen av DNA-sekvensvariation i människors hälsa? Är forskning som fokuserar på ett specifikt protein i en enkel organism mer grundläggande än forskning om det homologa proteinet i en mänsklig cell? Är en studie på atomnivå mer grundläggande än en studie av molekyler, den senare mer grundläggande än en studie av organeller och celler, och som i sin tur mer grundläggande än en studie av komplexa organismer, precis som vissa anser matematik mer grundläggande än fysik, fysik Mer grundläggande än Kemi och kemi mer grundläggande än biologi? Vi tror att svaret på dessa frågor är nej.
inom alla vetenskapliga ansträngningar kan klassskillnader påverka karriärval och validera den upplevda betydelsen av ens professionella produktion. I en föreläsning ger en av oss praktikanter om karriärutveckling, en bild presenteras, vilket indikerar ett tillvägagångssätt för hierarkier inom vetenskapen, i detta fall fastställt av vikten och strängheten av kvantitativt tänkande i varje disciplin: rena matematiker ser sig själva som vetenskapligt överlägsna tillämpade matematiker och fysiker, som ser sig själva som vetenskapligt överlägsna kemister och biologer, som ser sig själva som vetenskapligt överlägsna läkare–forskare. Denna typ av skillnad mellan rena matematiker och fysiker illustrerades väl av Peter Rowlett i en kommentar 2011 (3): 1998 tillämpade ingenjören Gordon Lang Thomas Hales 1970—lösning på Kepler-gissningen (daterad till 1611 och adresserade det bästa sättet att packa sfärer, vilket visade sig vara grönsaksstrategin-6 i 2 dimensioner, 12 i 3 dimensioner, 24 i 4 dimensioner och 240 i 8 dimensioner) för att lösa problemet med det optimala sättet att packa signaler i överföringsledningar (modellerad bäst som en 8-dimensionell gitter). Denna lösning öppnade internet för bred allmän användning genom att maximera effektiviteten i signalöverföringen. När matematikern Donald Coxeter, som hjälpte Lang att förstå Hales matematiska lösning, fick veta om Langs tillämpning, blev han förskräckt över att denna vackra teori hade blivit sullied på detta sätt. Det finns många andra exempel på denna mycket uppfattade syn på vetenskapliga hierarkier, inte minst Ernest Rutherfords kommentar att ”all vetenskap är antingen fysik eller frimärkssamling” (4).
i den mån sådana självbekräftande, hierarkiska skillnader får oss att må bättre om vem vi är, särskilt i en mycket konkurrensutsatt miljö, är det inte konstigt att de historiska skillnaderna mellan grundläggande och tillämpad eller translationell forskning fortsätter att existera i vissa fakultetsmedlemmars sinnen och kvarstår långt bortom deras användbarhet. När Michael Brown och Joseph Goldstein tilldelades Nobelpriset i fysiologi eller medicin 1985 för sitt arbete med kolesterolmetabolism där de identifierade LDL-receptorn som defekt hos patienter med familjär hyperkolesterolemi, trodde många av oss att skillnaden mellan grundläggande och tillämpad biomedicinsk forskning hade blivit en anakronism och skulle (borde) försvinna. För att vara säker, när modern medicin flyttade från en era av observation till molekylärbiologins era, blev vetenskapliga frågor, metoder, analyser och tolkningar alltmer sammanslagna över det grundläggande tillämpade spektrumet. Klart, båda ändarna av spektrumet förväg kunskap: grundläggande undersökning informerar vår förståelse av patobiologi, och translationella studier av sjukdomsmekanismer informera vår förståelse av grundläggande biologi. Exempel på denna senare punkt finns i överflöd och har lett till New England Journal of Medicine-serien, ”grundläggande konsekvenser av kliniska observationer” (5, 6). TheWall Street Journal bidragsgivare och författare, Matt Ridley, har tagit detta perspektiv ett steg längre och hävdade att grundläggande vetenskapliga framsteg kan vara konsekvensen, snarare än orsaken, av tillämpade tekniska framsteg (innovation) (7) (t. ex. kryoelektronmikroskopi utvecklades för att begränsa konsekvenserna av strålskador för biologiska prover och av strukturell kollaps genom uttorkning under vakuum; med lösningen på dessa praktiska problem kom en dramatisk expansion av området strukturell biologi, nu för att inkludera högupplösta bilder av komplexa makromolekylära strukturer som trotsade analys med konventionell röntgenkristallografi och diffraktion och tidsupplösta förändringar i makromolekylära strukturer eller intermolekylära interaktioner). Tolkat mest generöst illustrerar dessa exempel att grundläggande biomedicinsk forskning och translationell biomedicinsk forskning har framgångsrikt utvecklats till ett sömlöst kontinuum av undersökning.
med tanke på mångfalden av frågor och modellsystem som undersöks inom enskilda områden, kan vi identifiera kriterier som kan användas för att underlätta märkning av specifika forskningsaktiviteter som grundläggande eller translationella? Om så är fallet kan detta klargöra den offentliga diskursen och förbättra kommunikationen inom det vetenskapliga samfundet och mellan de vetenskapliga och lekmannamiljöerna.