PhD Researcher - Bone Organoids

Das Singapore-ETH Centre wurde 2010 von der ETH Zürich – der Schweizerischen Eidgenössischen Technischen Hochschule und der National Research Foundation (NRF) Singapur gegründet, als Teil des CREATE-Campus der NRF. Als einziges Forschungszentrum der ETH Zürich außerhalb der Schweiz hat das Zentrum die Forschungskapazitäten der ETH Zürich gestärkt, um nachhaltige Lösungen für globale Herausforderungen in der Schweiz, Singapur und den umliegenden Regionen zu entwickeln. Das Zentrum dient als intellektuelles Zentrum für Forschung und bringt Hauptforscher und Wissenschaftler aus verschiedenen Disziplinen und Hintergründen zusammen. Um den Austausch von Ideen und Fachwissen zu fördern, arbeiten unsere Forscher aktiv mit Universitäten und Forschungsinstituten zusammen und engagieren sich mit der Industrie und Regierungsbehörden, um Wissen in praktische Lösungen für reale Probleme zu übersetzen.

Projekt Hintergrund: Fortschrittliche patientenabgeleitete 3D-Bone Organoids für die In-vitro-Osteoporoseforschung. Fragilitätsfrakturen gehören zu den schwerwiegendsten Folgen einer beeinträchtigten Knochengesundheit bei älteren Erwachsenen, was oft zu eingeschränkter Mobilität, Verlust der Unabhängigkeit und langfristiger Behinderung führt. Obwohl die aktuellen Standards der Versorgung wichtige Werkzeuge zur Bewertung der Knochengesundheit und des Frakturrisikos bieten, bleibt es schwierig, patientenspezifische biologische Reaktionen auf veränderte Knochenumbauprozesse, mechanische Belastung und Entzündungen in herkömmlichen Bewertungsabläufen zu erfassen. Dies ist besonders relevant bei Osteoporose und verwandten altersassoziierten Knochenerkrankungen, bei denen Patienten erheblich in ihrer Knochenumbauaktivität, ihrem Entzündungsstatus, ihrer Knochenbildungsfähigkeit, der Osteoklastaktivität und der Fähigkeit zur Mechanoadaption variieren können. Ein besseres Verständnis dieser Unterschiede könnte personalisierte Strategien für die Osteoporoseforschung und die Frakturprävention unterstützen.

Aufbauend auf der dynamischen Knochenorganoid-Kulturplattform, die im Labor für Knochenbiomechanik an der ETH Zürich entwickelt wurde, wird dieses PhD-Projekt zum Bereich der Frakturprävention beitragen, indem fortschrittliche patientenabgeleitete Organoide für die In-vitro-Osteoporoseforschung entwickelt werden. Der Doktorand wird Arbeitsabläufe etablieren, um patientenabgeleitete mesenchymale Stammzellen 3D-zu-drucken, ihre osteogene Differenzierung unter dynamischer mechanischer Stimulation zu leiten und sie mit peripheren mononukleären Blutzellen zu ko-kultivieren. Diese Modelle werden verwendet, um osteoporosebezogene Knochenumbauprozesse, Immun-Knochen-Interaktionen, spenderspezifische osteoporotische Phänotypen und Mineralisierungsdynamiken zu untersuchen, einschließlich des Einflusses altersbedingter Begleiterkrankungen auf den Knochenumbau.

Biologische Auswertungen aus den Organoiden werden zu prädiktiven Modellierungsrahmen für Knochenumbauverläufe und Frakturrisiko beitragen und die Weiterentwicklung menschlich relevanter In-vitro-Modelle für eine präzise muskuloskelettale Versorgung unterstützen. Der PhD-Kandidat wird eng mit Ingenieuren, Klinikern, Biologen und computergestützten Forschern zusammenarbeiten, um robuste biologische Datensätze für die personalisierte Modellierung von Knochenumbau und Frakturprävention zu generieren.

Einige wichtige Komponenten der Arbeit sind:

• Entwicklung von patientenabgeleiteten Organoiden für die In-vitro-Osteoporoseforschung.
• Integration von peripheren mononukleären Blutzellen in reife Knochenorganoide, um Immun-Knochen-Interaktionen, von Monozyten abgeleitete Osteoklastaktivität, Entzündungen und Knochenumbau zu modellieren.
• Untersuchung von spenderspezifischen Unterschieden und Mineralisierungsdynamiken, die mit Alter, Geschlecht und relevanten Begleiterkrankungen verbunden sind.
• Charakterisierung von osteoporosebezogenen Organoid-Phänotypen unter Verwendung molekularer, biochemischer, histologischer, bildgebender und mikroskopiebasierter Techniken.

Profil: Bewerber sollten einen MSc-Abschluss in biomedizinischer Technik oder einem verwandten Fachgebiet haben. Nach erfolgreichem Abschluss des Studiums wird der PhD-Abschluss von der ETH Zürich verliehen. Der Kandidat sollte über Erfahrung in der Gewebezüchtung und der Kultur von Säugetierzellen verfügen. Erfahrung mit 3D-Zellkultur, Organen, Knochen- oder muskuloskelettaler Forschung, bioreaktorbasierten Kultursystemen oder mechanischer Stimulation von Geweben wäre von Vorteil. Erfahrung mit menschlichen Primärzellen, mesenchymalen Stammzellen, peripheren mononukleären Blutzellen, Osteoklastendifferenzierung, Immunzell-Assays oder entzündlichen Signalwegen wäre ein großer Vorteil. Erfahrung in molekularen, histologischen, bildgebenden und biochemischen Techniken, wie Immunfärbung, Mikroskopie, Genexpressionsanalyse, Zytokinprofilierung, Mineralisierungsassays oder Osteoklastaktivitätsassays. Erfahrung mit Computertomographie, Bildanalyse, Python-basierter Datenanalyse oder quantitativer Datenanalyse wäre ein zusätzliches Asset.

Kandidaten sollten hochmotiviert sein, ein starkes Interesse an der Skelettforschung und präziser Medizin haben und belastbar sein, um experimentelle Herausforderungen zu bewältigen. Sie sollten in der Lage sein, an komplexen Forschungsthemen mit zunehmender Unabhängigkeit zu arbeiten, konstruktiv mit Vorgesetzten und Kollegen zu interagieren und Feedback auf durchdachte und produktive Weise zu integrieren. Bewerber müssen in Wort und Schrift Englisch beherrschen, und Vertrautheit mit einer interkulturellen und interdisziplinären Forschungsumgebung wäre von Vorteil.

Wir bieten:

• Akkreditiert mit 5 Tripartite Standards von der Tripartite Alliance for Fair & Progressive Employment Practices (TAFEP) Singapur.
• Ein vielfältiger Arbeitsplatz mit 32 Nationalitäten, der zahlreiche Möglichkeiten für gegenseitiges Lernen bietet.
• Positives und inklusives Arbeitsumfeld.
• 25 Tage Jahresurlaub für befristete Verträge.
• 1 Tag Geburtstag Urlaub.
• Engagiert, ein unterstützender Arbeitgeber zu sein, während Sie Ihre körperliche und geistige Gesundheit priorisieren.
• Umfassende Krankenversicherungsdeckung.
• Flexible hybride Arbeitsregelung (bis zu 2 Tage pro Woche von zu Hause).

Im Einklang mit unseren Werten fördert die ETH Zürich eine inklusive Kultur. Wir setzen uns für Chancengleichheit ein, schätzen Vielfalt und pflegen ein Arbeits- und Lernumfeld, in dem die Rechte und die Würde aller Mitarbeiter und Studierenden respektiert werden. Besuchen Sie unsere Website für Chancengleichheit und Vielfalt, um zu erfahren, wie wir ein faires und offenes Umfeld gewährleisten, das es jedem ermöglicht, zu wachsen und zu gedeihen. Nachhaltigkeit ist ein Kernwert für uns – wir arbeiten konsequent auf eine klimaneutrale Zukunft hin.

Neugierig? Wir auch. Fragen zur Position richten Sie bitte an Prof. Dr. Ralph Müller (ETH Zürich), ram@ethz.ch