1980 के दशक की शुरुआत में जब पाउला हैमंड पहली बार प्रथम वर्ष की छात्रा के रूप में एमआईटी के परिसर में पहुंची, तो उसे यकीन नहीं था कि वह यहीं की है। वास्तव में, जैसा कि उसने एमआईटी दर्शकों को बताया, उसे ऐसा महसूस हुआ जैसे वह "एक धोखेबाज़" थी।
एमआईटी संस्थान की प्रोफेसर पाउला हैमंड, एक विश्व प्रसिद्ध केमिकल इंजीनियर, जिन्होंने अपने शैक्षणिक करियर का अधिकांश समय एमआईटी में बिताया है, ने 2023-24 जेम्स आर. किलियन जूनियर फैकल्टी अचीवमेंट अवार्ड व्याख्यान दिया। छवि क्रेडिट: जेक बेल्चर
हालाँकि, यह भावना लंबे समय तक नहीं रही, क्योंकि हैमंड को अपने साथी छात्रों और एमआईटी के संकाय के बीच समर्थन मिलना शुरू हो गया। उन्होंने कहा, "समुदाय मेरे लिए वास्तव में महत्वपूर्ण था, यह महसूस करना कि मैं वहां से जुड़ी हूं, यह महसूस करना कि यहां मेरी जगह है, और मुझे ऐसे लोग मिले जो मुझे गले लगाने और मेरा समर्थन करने के इच्छुक थे।"
हैमंड, एक विश्व-प्रसिद्ध केमिकल इंजीनियर, जिन्होंने अपने शैक्षणिक करियर का अधिकांश समय एमआईटी में बिताया है, ने 2023-24 जेम्स आर. किलियन जूनियर फैकल्टी अचीवमेंट अवार्ड व्याख्यान के दौरान अपनी टिप्पणी की।
एमआईटी के 1971वें अध्यक्ष, जेम्स किलियन को सम्मानित करने के लिए 10 में स्थापित, किलियन पुरस्कार एमआईटी संकाय सदस्य की असाधारण व्यावसायिक उपलब्धियों को मान्यता देता है। पुरस्कार उद्धरण के अनुसार, हेमंड को इस वर्ष के पुरस्कार के लिए "न केवल उनकी जबरदस्त पेशेवर उपलब्धियों और योगदान के लिए, बल्कि उनकी वास्तविक गर्मजोशी और मानवता, उनकी विचारशीलता और प्रभावी नेतृत्व और उनकी सहानुभूति और नैतिकता के लिए भी चुना गया था।"
“प्रोफेसर हैमंड नैनोटेक्नोलॉजी अनुसंधान में अग्रणी हैं। एक कार्यक्रम के साथ जो बुनियादी विज्ञान से लेकर चिकित्सा और ऊर्जा में अनुवाद संबंधी अनुसंधान तक फैला हुआ है, उन्होंने कैंसर के उपचार और गैर-इनवेसिव इमेजिंग के लिए जटिल दवा वितरण प्रणालियों के डिजाइन और विकास के लिए नए दृष्टिकोण पेश किए हैं, ”एमआईटी के संकाय अध्यक्ष और एक प्रोफेसर मैरी फुलर ने कहा। साहित्य के, जिन्होंने पुरस्कार प्रदान किया। "उनके सहकर्मियों के रूप में, हमें आज उनके करियर का जश्न मनाते हुए खुशी हो रही है।"
जनवरी में, हैमंड ने संकाय के लिए एमआईटी के वाइस प्रोवोस्ट के रूप में काम करना शुरू किया। इससे पहले, उन्होंने आठ वर्षों तक केमिकल इंजीनियरिंग विभाग की अध्यक्षता की, और उन्हें 2021 में संस्थान के प्रोफेसर के रूप में नामित किया गया था।
एक बहुमुखी तकनीक
हैमंड, जो डेट्रॉइट में पली-बढ़ी है, विज्ञान के प्रति प्रेम पैदा करने का श्रेय अपने माता-पिता को देती है। उनके पिता उस समय बायोकैमिस्ट्री में बहुत कम ब्लैक पीएचडी करने वालों में से एक थे, जबकि उनकी मां ने हॉवर्ड यूनिवर्सिटी से नर्सिंग में मास्टर डिग्री हासिल की और वेन काउंटी कम्युनिटी कॉलेज में नर्सिंग स्कूल की स्थापना की। हैमंड ने कहा, "इससे डेट्रॉइट के क्षेत्र में रंगीन महिलाओं सहित महिलाओं के लिए बड़ी मात्रा में अवसर उपलब्ध हुए।"
1984 में एमआईटी से स्नातक की डिग्री हासिल करने के बाद, हैमंड ने स्नातक छात्र के रूप में संस्थान में लौटने से पहले एक इंजीनियर के रूप में काम किया और 1993 में पीएचडी की उपाधि प्राप्त की। हार्वर्ड विश्वविद्यालय में दो साल के पोस्टडॉक के बाद, वह 1995 में एमआईटी संकाय में शामिल होने के लिए लौट आईं। .
हैमंड के शोध के केंद्र में वह तकनीक है जिसे उन्होंने पतली फिल्में बनाने के लिए विकसित किया है जो अनिवार्य रूप से नैनोकणों को "सिकुड़-लपेट" सकती हैं। इन फिल्मों की रासायनिक संरचना को समायोजित करके, कणों को दवाओं या न्यूक्लिक एसिड वितरित करने और कैंसर कोशिकाओं सहित शरीर में विशिष्ट कोशिकाओं को लक्षित करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है।
इन फिल्मों को बनाने के लिए, हैमंड ने नकारात्मक रूप से चार्ज की गई सतह पर सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए पॉलिमर की परत चढ़ाना शुरू किया। फिर, सकारात्मक और नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए पॉलिमर को बारी-बारी से, अधिक परतें जोड़ी जा सकती हैं। इनमें से प्रत्येक परत में दवाएं या अन्य उपयोगी अणु, जैसे डीएनए या आरएनए, शामिल हो सकते हैं। इनमें से कुछ फिल्मों में सैकड़ों परतें होती हैं, अन्य में केवल एक, जो उन्हें व्यापक अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी बनाती है।
“परत-दर-परत प्रक्रिया के बारे में अच्छी बात यह है कि मैं सड़ने योग्य पॉलिमर का एक समूह चुन सकता हूं जो अच्छी तरह से जैव-संगत हैं, और मैं उन्हें हमारी दवा सामग्री के साथ वैकल्पिक कर सकता हूं। इसका मतलब है कि मैं पतली फिल्म परतें बना सकता हूं जिसमें फिल्म के भीतर अलग-अलग बिंदुओं पर अलग-अलग दवाएं शामिल हैं, ”हैमंड ने कहा। “फिर, जब फिल्म खराब हो जाती है, तो यह उन दवाओं को उल्टे क्रम में जारी कर सकती है। यह हमें सरल जल-आधारित तकनीक का उपयोग करके जटिल, मल्टीड्रग फिल्में बनाने में सक्षम बना रहा है।
हैमंड ने बताया कि कैसे इन परत-दर-परत फिल्मों का उपयोग हड्डी के विकास को बढ़ावा देने के लिए किया जा सकता है, एक ऐसे अनुप्रयोग में जो जन्मजात हड्डी दोष के साथ पैदा हुए लोगों या दर्दनाक चोटों का अनुभव करने वाले लोगों की मदद कर सकता है।
उस उपयोग के लिए, उनकी प्रयोगशाला ने दो प्रोटीन की परतों वाली फिल्में बनाई हैं। इनमें से एक, बीएमपी-2, एक प्रोटीन है जो वयस्क स्टेम कोशिकाओं के साथ संपर्क करता है और उन्हें हड्डी कोशिकाओं में अंतर करने के लिए प्रेरित करता है, जिससे नई हड्डी का निर्माण होता है। दूसरा एक विकास कारक है जिसे वीईजीएफ कहा जाता है, जो नई रक्त वाहिकाओं के विकास को उत्तेजित करता है जो हड्डी को पुनर्जीवित करने में मदद करता है। इन परतों को एक बहुत पतले ऊतक मचान पर लगाया जाता है जिसे चोट वाली जगह पर प्रत्यारोपित किया जा सकता है।
हैमंड और उनके छात्रों ने कोटिंग को इस प्रकार डिज़ाइन किया कि एक बार प्रत्यारोपित होने के बाद, यह वीईजीएफ को जल्दी, लगभग एक सप्ताह या उससे भी अधिक समय तक जारी कर देगा, और 2 दिनों तक बीएमपी-40 जारी करता रहेगा। चूहों के एक अध्ययन में, उन्होंने पाया कि यह ऊतक मचान विकास को उत्तेजित करता है नई हड्डी वह प्राकृतिक हड्डी से लगभग अप्रभेद्य था।
कैंसर को लक्षित करना
एमआईटी के कोच इंस्टीट्यूट फॉर इंटीग्रेटिव कैंसर रिसर्च के सदस्य के रूप में, हैमंड ने परत-दर-परत कोटिंग भी विकसित की है जो कैंसर की दवा वितरण के लिए उपयोग किए जाने वाले नैनोकणों के प्रदर्शन में सुधार कर सकती है, जैसे कि लिपोसोम या पीएलजीए नामक पॉलिमर से बने नैनोकण।
“हमारे पास दवा वाहकों की एक विस्तृत श्रृंखला है जिन्हें हम इस तरह लपेट सकते हैं। मैं उन्हें एक गॉबस्टॉपर की तरह समझता हूं, जहां कैंडी की सभी अलग-अलग परतें होती हैं और वे एक समय में एक को घोलती हैं, ”हैमंड ने कहा।
इस दृष्टिकोण का उपयोग करते हुए, हैमंड ने ऐसे कण बनाए हैं जो कैंसर कोशिकाओं पर एक-दो प्रहार कर सकते हैं। सबसे पहले, कण न्यूक्लिक एसिड की एक खुराक छोड़ते हैं जैसे कि शॉर्ट इंटरफेरिंग आरएनए (siRNA), जो एक कैंसर जीन, या माइक्रोआरएनए को बंद कर सकता है, जो ट्यूमर दबाने वाले जीन को सक्रिय कर सकता है। फिर, कण सिस्प्लैटिन जैसी कीमोथेरेपी दवा छोड़ते हैं, जिससे कोशिकाएं अब अधिक असुरक्षित हो जाती हैं।
कणों में एक नकारात्मक चार्ज वाली बाहरी "चुपके परत" भी शामिल होती है जो उन्हें अपने लक्ष्य तक पहुंचने से पहले रक्तप्रवाह में टूटने से बचाती है। इस बाहरी परत को कैंसर कोशिकाओं द्वारा कणों को ग्रहण करने में मदद करने के लिए भी संशोधित किया जा सकता है, इसमें उन अणुओं को शामिल किया जाता है जो ट्यूमर कोशिकाओं पर प्रचुर मात्रा में मौजूद प्रोटीन से जुड़ते हैं।
हाल के काम में, हैमंड ने नैनोकणों को विकसित करना शुरू कर दिया है जो डिम्बग्रंथि के कैंसर को लक्षित कर सकते हैं और कीमोथेरेपी के बाद बीमारी की पुनरावृत्ति को रोकने में मदद कर सकते हैं। लगभग 70 प्रतिशत डिम्बग्रंथि कैंसर रोगियों में, उपचार का पहला दौर अत्यधिक प्रभावी होता है, लेकिन उनमें से लगभग 85 प्रतिशत मामलों में ट्यूमर दोबारा हो जाते हैं, और ये नए ट्यूमर आमतौर पर अत्यधिक दवा प्रतिरोधी होते हैं।
दवा पहुंचाने वाले नैनोकणों पर लागू कोटिंग के प्रकार को बदलकर, हैमंड ने पाया है कि कणों को या तो ट्यूमर कोशिकाओं के अंदर जाने या उनकी सतहों पर चिपकने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है। कोशिकाओं से चिपके रहने वाले कणों का उपयोग करके, उन्होंने एक ऐसा उपचार तैयार किया है जो किसी भी बार-बार होने वाले ट्यूमर कोशिकाओं के प्रति रोगी की प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को तेज करने में मदद कर सकता है।
"डिम्बग्रंथि के कैंसर के साथ, उस स्थान पर बहुत कम प्रतिरक्षा कोशिकाएं मौजूद होती हैं, और क्योंकि उनके पास बहुत अधिक प्रतिरक्षा कोशिकाएं मौजूद नहीं होती हैं, इसलिए प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को बढ़ाना बहुत मुश्किल होता है," उसने कहा। "हालाँकि, अगर हम पड़ोसी कोशिकाओं में एक अणु पहुंचा सकते हैं, जो कुछ मौजूद हैं, और उन्हें पुनर्जीवित कर सकते हैं, तो हम कुछ करने में सक्षम हो सकते हैं।"
उस अंत तक, उसने नैनोकणों को डिज़ाइन किया जो आईएल -12 प्रदान करते हैं, एक साइटोकिन जो पास की टी कोशिकाओं को सक्रिय करने के लिए उत्तेजित करता है और ट्यूमर कोशिकाओं पर हमला करना शुरू कर देता है। चूहों के एक अध्ययन में, उन्होंने पाया कि इस उपचार ने दीर्घकालिक स्मृति टी-सेल प्रतिक्रिया को प्रेरित किया जिसने डिम्बग्रंथि के कैंसर की पुनरावृत्ति को रोक दिया।
हैमंड ने अपने व्याख्यान को यह बताते हुए समाप्त किया कि संस्थान ने उनके पूरे करियर में उन पर क्या प्रभाव डाला है।
“यह एक परिवर्तनकारी अनुभव रहा है,” उसने कहा। “मैं वास्तव में इस जगह को विशेष मानता हूं क्योंकि यह लोगों को एक साथ लाता है और हमें उन चीजों को एक साथ करने में सक्षम बनाता है जो हम अकेले नहीं कर सकते। और यह वह समर्थन है जो हमें अपने दोस्तों, अपने सहयोगियों और अपने छात्रों से मिलता है जो वास्तव में चीजों को संभव बनाता है।
ऐनी ट्रैफ़्टन द्वारा लिखित
