ポーラ・ハモンドが 1980 年代初頭に XNUMX 年生として初めて MIT のキャンパスに来たとき、彼女は自分が所属しているかどうか確信がありませんでした。実際、彼女は MIT の聴衆に語ったように、自分は「詐欺師」であると感じました。
MIT研究所のポーラ・ハモンド教授は、学業の大半をMITで過ごし、世界的に有名な化学技術者であり、2023-24年度のジェームズ・R・キリアン・ジュニア教員功績賞の講演を行った。画像クレジット: ジェイク・ベルチャー
しかし、その気持ちは長くは続かず、ハモンドさんは学生仲間やMITの教員たちの間で支援を見つけ始めた。 「コミュニティは私にとって本当に重要でした。自分がここに属していると感じ、ここに自分の居場所があると感じるために、そして私を受け入れてサポートしてくれる人々を見つけることができました」と彼女は言いました。
世界的に有名な化学エンジニアであり、学業の大半をMITで過ごしてきたハモンド氏は、2023-24年度のジェームズ・R・キリアン・ジュニア教員功績賞の講演で発言した。
MIT の第 1971 代学長ジェームズ キリアンを讃えるために 10 年に設立されたキリアン賞は、MIT 教員の並外れた専門的業績を表彰します。賞状によると、ハモンド氏は「職業上の多大な功績と貢献だけでなく、真の温かさと人間性、思慮深さと効果的なリーダーシップ、共感力と倫理観によって」今年の賞に選ばれたという。
「ハモンド教授はナノテクノロジー研究の先駆者です。基礎科学から医学やエネルギーの橋渡し研究に及ぶプログラムで、彼女はがん治療や非侵襲的イメージングのための複雑な薬物送達システムの設計と開発に新しいアプローチを導入しました」とMIT学部長で教授のメアリー・フラー氏は述べた。賞を授与した文学者の。 「彼女の同僚として、今日彼女のキャリアを祝えることを嬉しく思います。」
2021月にハモンド氏はMITの教員担当副学長を務め始めた。それ以前は、化学工学部の学部長を XNUMX 年間務め、XNUMX 年に研究所教授に任命されました。
多彩なテクニック
デトロイトで育ったハモンドさんは、両親が科学への愛情を植え付けてくれたと信じています。彼女の父親は当時生化学の数少ない黒人の博士号を取得し、母親はハワード大学で看護の修士号を取得し、ウェイン郡コミュニティカレッジに看護学校を設立しました。 「これにより、有色人種の女性を含むデトロイト地域の女性に多大な機会が与えられた」とハモンド氏は指摘した。
ハモンドは 1984 年に MIT で学士号を取得した後、エンジニアとして働いた後、大学院生として研究所に戻り、1993 年に博士号を取得しました。ハーバード大学で 1995 年間博士研究員を務めた後、XNUMX 年に MIT の教員に戻りました。 。
ハモンドの研究の中心となるのは、本質的にナノ粒子を「シュリンクラップ」できる薄膜を作成するために彼女が開発した技術です。これらのフィルムの化学組成を調整することで、粒子をカスタマイズして薬物や核酸を送達し、がん細胞などの体内の特定の細胞を標的にすることができます。
これらのフィルムを作成するために、ハモンド氏は、負に帯電した表面上に正に帯電したポリマーを積層することから始めます。その後、正に帯電したポリマーと負に帯電したポリマーを交互に重ねてさらに層を追加できます。これらの各層には、薬物や、DNA や RNA などの他の有用な分子が含まれる場合があります。これらのフィルムには、何百もの層が含まれているものもありますが、1 つだけのものもあり、幅広い用途に役立ちます。
「レイヤーバイレイヤープロセスの良い点は、生体適合性に優れた分解性ポリマーのグループを選択でき、それらを当社の薬剤材料と置き換えることができることです。これは、フィルム内の異なる位置に異なる薬物を含む薄膜層を構築できることを意味します」とハモンド氏は語った。 「その後、フィルムが劣化すると、それらの薬物が逆の順序で放出される可能性があります。これにより、シンプルな水ベースの技術を使用して、複雑な多剤フィルムを作成できるようになりました。」
ハモンド氏は、先天性骨欠損を持って生まれた人々や外傷を経験した人々を助けるために、これらの層ごとのフィルムを骨の成長を促進するためにどのように使用できるかを説明しました。
その用途のために、彼女の研究室は 2 つのタンパク質の層を備えたフィルムを作成しました。これらの XNUMX つである BMP-XNUMX は、成体幹細胞と相互作用して骨細胞への分化を誘導し、新しい骨を生成するタンパク質です。 XNUMX つ目は VEGF と呼ばれる成長因子で、骨の再生を助ける新しい血管の成長を刺激します。これらの層は、損傷部位に移植できる非常に薄い組織足場に適用されます。
ハモンド氏とその学生らは、一度移植するとVEGFが早期に、2週間ほどかけて放出され、BMP-40が最大XNUMX日間放出され続けるようにコーティングを設計した。マウスの研究では、この組織足場がマウスの成長を刺激することがわかりました。 新しい骨 それは自然の骨とほとんど区別がつきませんでした。
がんを標的にする
マサチューセッツ工科大学コッホ統合がん研究研究所のメンバーとして、ハモンド氏は、PLGAと呼ばれるポリマーから作られたリポソームやナノ粒子など、がん薬物送達に使用されるナノ粒子の性能を向上させることができる層ごとのコーティングも開発しました。
「当社には、この方法で包装できる幅広い薬剤キャリアがあります。私はそれらをゴブストッパーのように考えています。キャンディーのさまざまな層がすべてあり、それらが一度に1つずつ溶けます」とハモンド氏は言いました。
このアプローチを使用して、ハモンドはがん細胞にワン・ツー・パンチを与えることができる粒子を作成しました。まず、粒子は、癌性遺伝子を抑制できる短鎖干渉 RNA (siRNA) や腫瘍抑制遺伝子を活性化できるマイクロ RNA などの核酸を一定量放出します。次に、粒子はシスプラチンなどの化学療法薬を放出しますが、これに対して細胞はさらに脆弱になります。
粒子には、ターゲットに到達する前に血流中で粒子が分解されるのを防ぐ、マイナスに帯電した外側の「ステルス層」も含まれています。この外層は、腫瘍細胞に豊富に存在するタンパク質に結合する分子を組み込むことによって、粒子ががん細胞に取り込まれるのを助けるように修飾することもできます。
より最近の研究として、ハモンド氏は卵巣がんを標的とし、化学療法後の病気の再発防止に役立つナノ粒子の開発を開始した。卵巣がん患者の約 70 パーセントでは、最初の治療は非常に効果的ですが、それらの症例の約 85 パーセントで腫瘍が再発し、これらの新たな腫瘍は通常、非常に薬剤耐性があります。
ハモンド氏は、薬物送達ナノ粒子に適用されるコーティングの種類を変えることで、粒子が腫瘍細胞の内部に入り込むか、その表面に付着するように設計できることを発見した。彼女は、細胞に付着する粒子を使用して、再発腫瘍細胞に対する患者の免疫反応を活性化するのに役立つ治療法を設計しました。
「卵巣がんの場合、その空間に存在する免疫細胞は非常に少なく、免疫細胞の数も少ないため、免疫反応を活性化するのは非常に困難です」と彼女は言う。 「しかし、隣接する少数の細胞に分子を届けて細胞を活性化できれば、何かできるかもしれません。」
その目的を達成するために、彼女は近くの T 細胞を刺激して活動を開始させ、腫瘍細胞を攻撃し始めるサイトカインである IL-12 を送達するナノ粒子を設計しました。彼女はマウスの研究で、この治療が長期記憶T細胞反応を誘導し、卵巣がんの再発を防ぐことを発見した。
ハモンドは、研究所が彼女のキャリアを通じて彼女に与えた影響について説明して講演を締めくくりました。
「それは変化をもたらす経験でした」と彼女は言いました。 「この場所は人々を結びつけ、一人ではできないことを一緒にできるようにするので、私は本当に特別な場所だと思っています。そして、友人、同僚、学生から得られるサポートが本当に物事を可能にします。」
アン・トラフトン著
情報源： マサチューセッツ工科大学
