જ્યારે પૌલા હેમન્ડ 1980 ના દાયકાની શરૂઆતમાં પ્રથમ વર્ષની વિદ્યાર્થી તરીકે એમઆઈટીના કેમ્પસમાં આવી ત્યારે તેણીને ખાતરી ન હતી કે તેણી તેની છે કે નહીં. હકીકતમાં, તેણીએ એમઆઈટી પ્રેક્ષકોને કહ્યું તેમ, તેણીને "એક ઢોંગી" જેવું લાગ્યું.
MIT ઇન્સ્ટિટ્યૂટના પ્રોફેસર પૌલા હેમન્ડ, વિશ્વ વિખ્યાત કેમિકલ એન્જિનિયર કે જેમણે તેમની મોટાભાગની શૈક્ષણિક કારકિર્દી MITમાં વિતાવી છે, તેમણે 2023-24 જેમ્સ આર. કિલિયન જુનિયર ફેકલ્ટી એચિવમેન્ટ એવોર્ડ લેક્ચર આપ્યું. છબી ક્રેડિટ: જેક બેલ્ચર
જો કે, તે લાગણી લાંબો સમય ટકી ન હતી, કારણ કે હેમન્ડે તેના સાથી વિદ્યાર્થીઓ અને MIT ના ફેકલ્ટીમાં સમર્થન મેળવવાનું શરૂ કર્યું હતું. તેણીએ કહ્યું, "સમુદાય મારા માટે ખરેખર મહત્વનું હતું, મને લાગે છે કે હું સંબંધ ધરાવતો છું, એવું અનુભવવા માટે કે મારી પાસે અહીં સ્થાન છે, અને મને એવા લોકો મળ્યા જેઓ મને સ્વીકારવા અને મને ટેકો આપવા તૈયાર હતા," તેણીએ કહ્યું.
હેમન્ડ, વિશ્વ વિખ્યાત કેમિકલ એન્જિનિયર કે જેમણે તેમની મોટાભાગની શૈક્ષણિક કારકિર્દી MITમાં વિતાવી છે, તેમણે 2023-24 જેમ્સ આર. કિલિયન જુનિયર ફેકલ્ટી એચિવમેન્ટ એવોર્ડ લેક્ચર દરમિયાન તેમની ટિપ્પણી કરી હતી.
MIT ના 1971મા પ્રમુખ જેમ્સ કિલિયનના સન્માન માટે 10 માં સ્થપાયેલ, કિલિયન એવોર્ડ MIT ફેકલ્ટી સભ્ય દ્વારા અસાધારણ વ્યાવસાયિક સિદ્ધિઓને માન્યતા આપે છે. હેમન્ડને આ વર્ષના પુરસ્કાર માટે પસંદ કરવામાં આવી હતી "માત્ર તેણીની જબરદસ્ત વ્યાવસાયિક સિદ્ધિઓ અને યોગદાન માટે જ નહીં, પરંતુ તેણીની અસલી હૂંફ અને માનવતા, તેણીની વિચારશીલતા અને અસરકારક નેતૃત્વ અને તેણીની સહાનુભૂતિ અને નીતિશાસ્ત્ર માટે પણ," એવોર્ડના અવતરણ મુજબ.
“પ્રોફેસર હેમન્ડ નેનોટેકનોલોજી સંશોધનમાં અગ્રણી છે. મૂળભૂત વિજ્ઞાનથી લઈને દવા અને ઊર્જામાં અનુવાદાત્મક સંશોધન સુધી વિસ્તરેલા પ્રોગ્રામ સાથે, તેણીએ કેન્સરની સારવાર અને બિન-આક્રમક ઇમેજિંગ માટે જટિલ દવા વિતરણ પ્રણાલીની રચના અને વિકાસ માટે નવા અભિગમો રજૂ કર્યા છે," એમઆઈટીના ફેકલ્ટીના અધ્યક્ષ અને પ્રોફેસર મેરી ફુલરે જણાવ્યું હતું. સાહિત્યના, જેમણે એવોર્ડ આપ્યો. "તેના સાથીદારો તરીકે, આજે તેની કારકિર્દીની ઉજવણી કરવામાં અમને આનંદ થાય છે."
જાન્યુઆરીમાં, હેમન્ડે ફેકલ્ટી માટે MITના વાઇસ પ્રોવોસ્ટ તરીકે સેવા આપવાનું શરૂ કર્યું. તે પહેલાં, તેણીએ આઠ વર્ષ સુધી કેમિકલ એન્જિનિયરિંગ વિભાગની અધ્યક્ષતા કરી હતી, અને તેણીને 2021 માં સંસ્થાના પ્રોફેસર તરીકે નિયુક્ત કરવામાં આવ્યા હતા.
બહુમુખી તકનીક
હેમન્ડ, જે ડેટ્રોઇટમાં ઉછર્યા હતા, તેના માતા-પિતાને વિજ્ઞાન પ્રત્યે પ્રેમ પેદા કરવાનો શ્રેય આપે છે. તેના પિતા તે સમયે બાયોકેમિસ્ટ્રીમાં બહુ ઓછા બ્લેક પીએચડીમાંના એક હતા, જ્યારે તેની માતાએ હોવર્ડ યુનિવર્સિટીમાંથી નર્સિંગમાં માસ્ટર ડિગ્રી મેળવી હતી અને વેઈન કાઉન્ટી કોમ્યુનિટી કોલેજમાં નર્સિંગ સ્કૂલની સ્થાપના કરી હતી. હેમન્ડે નોંધ્યું હતું કે, "તેનાથી ડેટ્રોઇટના વિસ્તારની મહિલાઓ માટે મોટી સંખ્યામાં તકો પૂરી પાડવામાં આવી હતી, જેમાં રંગીન મહિલાઓનો સમાવેશ થાય છે."
1984માં એમઆઈટીમાંથી સ્નાતકની ડિગ્રી મેળવ્યા પછી, હેમન્ડે સ્નાતક વિદ્યાર્થી તરીકે સંસ્થામાં પાછા ફરતા પહેલા એન્જિનિયર તરીકે કામ કર્યું, 1993માં તેણીએ પીએચડી મેળવ્યું. હાર્વર્ડ યુનિવર્સિટીમાં બે વર્ષના પોસ્ટડૉક પછી, તે 1995માં એમઆઈટી ફેકલ્ટીમાં જોડાવા પરત ફર્યા. .
હેમન્ડના સંશોધનના હાર્દમાં એક એવી ટેકનિક છે જે તેણીએ પાતળી ફિલ્મો બનાવવા માટે વિકસાવી છે જે આવશ્યકપણે નેનોપાર્ટિકલ્સને "સંકોચો-લપેટી" કરી શકે છે. આ ફિલ્મોની રાસાયણિક રચનાને ટ્યુન કરીને, કણોને દવાઓ અથવા ન્યુક્લિક એસિડ પહોંચાડવા અને કેન્સર કોષો સહિત શરીરના ચોક્કસ કોષોને લક્ષ્ય બનાવવા માટે કસ્ટમાઇઝ કરી શકાય છે.
આ ફિલ્મો બનાવવા માટે, હેમન્ડ નકારાત્મક ચાર્જવાળી સપાટી પર સકારાત્મક ચાર્જ પોલિમરને સ્તર આપીને શરૂ કરે છે. પછી, વધુ સ્તરો ઉમેરી શકાય છે, હકારાત્મક અને નકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરેલ પોલિમરને વૈકલ્પિક રીતે. આ દરેક સ્તરોમાં દવાઓ અથવા અન્ય ઉપયોગી અણુઓ હોઈ શકે છે, જેમ કે DNA અથવા RNA. આમાંની કેટલીક ફિલ્મોમાં સેંકડો સ્તરો હોય છે, અન્ય માત્ર એક હોય છે, જે તેમને વિશાળ શ્રેણીના કાર્યક્રમો માટે ઉપયોગી બનાવે છે.
“લેયર-બાય-લેયર પ્રક્રિયા વિશે શું સરસ છે તે એ છે કે હું ડિગ્રેડેબલ પોલિમરનું એક જૂથ પસંદ કરી શકું છું જે સરસ રીતે બાયોકોમ્પેટીબલ છે, અને હું તેને અમારી દવાની સામગ્રી સાથે વૈકલ્પિક કરી શકું છું. આનો અર્થ એ છે કે હું ફિલ્મની અંદર અલગ-અલગ બિંદુઓ પર વિવિધ દવાઓ ધરાવતી પાતળા ફિલ્મ સ્તરો બનાવી શકું છું," હેમન્ડે કહ્યું. “પછી, જ્યારે ફિલ્મ બગડે છે, ત્યારે તે તે દવાઓને વિપરીત ક્રમમાં રિલીઝ કરી શકે છે. આ અમને સરળ પાણી આધારિત તકનીકનો ઉપયોગ કરીને જટિલ, મલ્ટિડ્રગ ફિલ્મો બનાવવા માટે સક્ષમ બનાવી રહ્યું છે.
હેમન્ડે વર્ણવ્યું કે કેવી રીતે આ લેયર-બાય-લેયર ફિલ્મોનો ઉપયોગ હાડકાના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપવા માટે થઈ શકે છે, એવી એપ્લિકેશનમાં જે જન્મજાત હાડકાની ખામીઓ સાથે જન્મેલા લોકોને અથવા આઘાતજનક ઇજાઓ અનુભવતા લોકોને મદદ કરી શકે છે.
તેના ઉપયોગ માટે, તેણીની પ્રયોગશાળાએ બે પ્રોટીનના સ્તરો સાથે ફિલ્મો બનાવી છે. આમાંથી એક, BMP-2, એક પ્રોટીન છે જે પુખ્ત સ્ટેમ કોશિકાઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને તેમને હાડકાના કોષોમાં તફાવત કરવા માટે પ્રેરિત કરે છે, નવા હાડકાનું નિર્માણ કરે છે. બીજું VEGF નામનું વૃદ્ધિ પરિબળ છે, જે નવી રક્તવાહિનીઓના વિકાસને ઉત્તેજિત કરે છે જે હાડકાને પુનઃજનન કરવામાં મદદ કરે છે. આ સ્તરો ખૂબ જ પાતળા પેશી સ્કેફોલ્ડ પર લાગુ કરવામાં આવે છે જે ઇજાના સ્થળે રોપવામાં આવી શકે છે.
હેમન્ડ અને તેના વિદ્યાર્થીઓએ કોટિંગની રચના કરી હતી જેથી એકવાર પ્રત્યારોપણ કર્યા પછી, તે એક અઠવાડિયા કે તેથી વધુ સમય પહેલા VEGF રિલીઝ કરશે અને 2 દિવસ સુધી BMP-40 રિલીઝ કરવાનું ચાલુ રાખશે. ઉંદરના અભ્યાસમાં, તેઓએ શોધી કાઢ્યું કે આ પેશી સ્કેફોલ્ડના વિકાસને ઉત્તેજિત કરે છે નવું હાડકું જે કુદરતી હાડકાથી લગભગ અસ્પષ્ટ હતું.
કેન્સરને લક્ષ્ય બનાવવું
MIT ની કોચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ફોર ઇન્ટીગ્રેટિવ કેન્સર રિસર્ચના સભ્ય તરીકે, હેમન્ડે લેયર-બાય-લેયર કોટિંગ્સ પણ વિકસાવ્યા છે જે કેન્સરની દવાની ડિલિવરી માટે ઉપયોગમાં લેવાતા નેનોપાર્ટિકલ્સ, જેમ કે લિપોસોમ્સ અથવા PLGA નામના પોલિમરમાંથી બનેલા નેનોપાર્ટિકલ્સનું પ્રદર્શન સુધારી શકે છે.
“અમારી પાસે ડ્રગ કેરિયર્સની વ્યાપક શ્રેણી છે જેને આપણે આ રીતે લપેટી શકીએ છીએ. હું તેમના વિશે ગોબસ્ટોપરની જેમ વિચારું છું, જ્યાં કેન્ડીના તે બધા વિવિધ સ્તરો છે અને તે એક સમયે એક ઓગળી જાય છે," હેમન્ડે કહ્યું.
આ અભિગમનો ઉપયોગ કરીને, હેમન્ડે કણો બનાવ્યા છે જે કેન્સરના કોષોને એક-બે પંચ પહોંચાડી શકે છે. સૌપ્રથમ, કણો ન્યુક્લીક એસિડનો ડોઝ છોડે છે જેમ કે ટૂંકા હસ્તક્ષેપ કરનાર RNA (siRNA), જે કેન્સરગ્રસ્ત જનીન અથવા માઇક્રોઆરએનએને બંધ કરી શકે છે, જે ટ્યુમર સપ્રેસર જનીનોને સક્રિય કરી શકે છે. તે પછી, કણો સિસ્પ્લેટિન જેવી કીમોથેરાપી દવા છોડે છે, જેના માટે કોષો હવે વધુ સંવેદનશીલ છે.
કણોમાં નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ બાહ્ય "સ્ટીલ્થ લેયર" પણ શામેલ છે જે તેમને તેમના લક્ષ્ય સુધી પહોંચે તે પહેલાં લોહીના પ્રવાહમાં તૂટી જવાથી રક્ષણ આપે છે. કેન્સરના કોષો દ્વારા કણોને લેવામાં મદદ કરવા માટે આ બાહ્ય સ્તરને પણ સંશોધિત કરી શકાય છે, જેમાં ગાંઠ કોશિકાઓ પર વિપુલ પ્રમાણમાં પ્રોટીન સાથે જોડાતા પરમાણુઓનો સમાવેશ કરીને.
વધુ તાજેતરના કાર્યમાં, હેમન્ડે નેનોપાર્ટિકલ્સ વિકસાવવાનું શરૂ કર્યું છે જે અંડાશયના કેન્સરને લક્ષ્ય બનાવી શકે છે અને કીમોથેરાપી પછી રોગના પુનરાવૃત્તિને રોકવામાં મદદ કરી શકે છે. લગભગ 70 ટકા અંડાશયના કેન્સરના દર્દીઓમાં, સારવારનો પ્રથમ રાઉન્ડ અત્યંત અસરકારક હોય છે, પરંતુ તેમાંથી લગભગ 85 ટકા કેસોમાં ગાંઠો પુનરાવર્તિત થાય છે, અને આ નવી ગાંઠો સામાન્ય રીતે અત્યંત દવા પ્રતિરોધક હોય છે.
દવા-વિતરિત નેનોપાર્ટિકલ્સ પર લાગુ કોટિંગના પ્રકારમાં ફેરફાર કરીને, હેમન્ડે શોધી કાઢ્યું છે કે કણોને કાં તો ગાંઠ કોષોની અંદર જવા અથવા તેમની સપાટી પર વળગી રહેવા માટે ડિઝાઇન કરી શકાય છે. કોષોને વળગી રહે તેવા કણોનો ઉપયોગ કરીને, તેણીએ એક એવી સારવારની રચના કરી છે જે કોઈપણ વારંવાર આવતા ટ્યુમર કોષો પ્રત્યે દર્દીની રોગપ્રતિકારક પ્રતિક્રિયાને જમ્પસ્ટાર્ટ કરવામાં મદદ કરી શકે છે.
"અંડાશયના કેન્સર સાથે, તે જગ્યામાં ખૂબ ઓછા રોગપ્રતિકારક કોષો અસ્તિત્વ ધરાવે છે, અને કારણ કે તેમની પાસે ઘણા બધા રોગપ્રતિકારક કોષો હાજર નથી, રોગપ્રતિકારક પ્રતિભાવને પુનઃપ્રાપ્ત કરવું ખૂબ મુશ્કેલ છે," તેણીએ કહ્યું. "તેમ છતાં, જો આપણે પડોશી કોષો પરમાણુ પહોંચાડી શકીએ, જે થોડા હાજર છે, અને તેમને પુનર્જીવિત કરી શકીએ, તો આપણે કંઈક કરી શકીશું."
તે માટે, તેણીએ નેનોપાર્ટિકલ્સ ડિઝાઇન કર્યા જે IL-12 પહોંચાડે છે, એક સાયટોકાઇન જે નજીકના ટી કોશિકાઓને ક્રિયામાં આવવા અને ટ્યુમર કોશિકાઓ પર હુમલો કરવા માટે ઉત્તેજિત કરે છે. ઉંદરના અભ્યાસમાં, તેણીએ શોધી કાઢ્યું કે આ સારવાર લાંબા ગાળાની મેમરી ટી-સેલ પ્રતિભાવને પ્રેરિત કરે છે જે અંડાશયના કેન્સરની પુનરાવૃત્તિને અટકાવે છે.
હેમન્ડે તેમની સમગ્ર કારકિર્દી દરમિયાન સંસ્થાએ તેમના પર પડેલી અસરનું વર્ણન કરીને તેમનું વ્યાખ્યાન બંધ કર્યું.
"તે એક પરિવર્તનશીલ અનુભવ રહ્યો છે," તેણીએ કહ્યું. “હું ખરેખર આ સ્થળને વિશેષ માનું છું કારણ કે તે લોકોને એકસાથે લાવે છે અને અમને એક સાથે વસ્તુઓ કરવા સક્ષમ બનાવે છે જે અમે એકલા ન કરી શકીએ. અને તે તે સમર્થન છે જે અમને અમારા મિત્રો, અમારા સાથીદારો અને અમારા વિદ્યાર્થીઓ તરફથી મળે છે જે ખરેખર વસ્તુઓને શક્ય બનાવે છે."
એની ટ્રેફ્ટન દ્વારા લખાયેલ
