როდესაც პაულა ჰამონდი პირველად მივიდა MIT-ის კამპუსში, როგორც პირველი კურსის სტუდენტი 1980-იანი წლების დასაწყისში, ის არ იყო დარწმუნებული, ეკუთვნოდა თუ არა. სინამდვილეში, როგორც მან MIT-ის აუდიტორიას განუცხადა, ის თავს "მატყუარად" გრძნობდა.
MIT ინსტიტუტის პროფესორმა პაულა ჰამონდმა, მსოფლიოში ცნობილმა ქიმიურმა ინჟინერმა, რომელმაც თავისი აკადემიური კარიერის უმეტესი ნაწილი გაატარა MIT-ში, წაიკითხა 2023-24 წლების ჯეიმს რ. კილიან უმცროსი ფაკულტეტის მიღწევების ჯილდოს ლექცია. სურათის კრედიტი: ჯეიკ ბელჩერი
თუმცა, ეს გრძნობა დიდხანს არ გაგრძელებულა, რადგან ჰამონდმა დაიწყო მხარდაჭერის პოვნა მის კოლეგებსა და MIT-ის ფაკულტეტში. „საზოგადოება ნამდვილად მნიშვნელოვანი იყო ჩემთვის, იმის შეგრძნება, რომ მე ვეკუთვნოდი, მეგრძნო, რომ მე მქონდა ადგილი აქ და ვიპოვე ადამიანები, რომლებიც მზად იყვნენ ჩამეხუტონ და მხარი დამიჭირონ“, - თქვა მან.
ჰამონდმა, მსოფლიოში ცნობილმა ქიმიურმა ინჟინერმა, რომელმაც თავისი აკადემიური კარიერის უმეტესი ნაწილი MIT-ში გაატარა, თავისი შენიშვნები 2023-24 წლებში ჯეიმს რ. კილიან უმცროსი ფაკულტეტის მიღწევების ჯილდოს ლექციაზე გააკეთა.
დაარსდა 1971 წელს MIT-ის მე-10 პრეზიდენტის, ჯეიმს კილიანის პატივსაცემად, Killian Award აღიარებს MIT-ის ფაკულტეტის წევრის არაჩვეულებრივ პროფესიულ მიღწევებს. ჰამონდი არჩეულ იქნა წლევანდელ ჯილდოზე "არა მხოლოდ მისი უზარმაზარი პროფესიული მიღწევებისა და წვლილისთვის, არამედ მისი გულწრფელი სითბოსა და ადამიანობისთვის, მისი გააზრებული და ეფექტური ლიდერობისთვის, მისი თანაგრძნობისა და ეთიკის გამო", ნათქვამია ჯილდოს ციტირებისთვის.
„პროფესორი ჰამონდი პიონერია ნანოტექნოლოგიურ კვლევებში. პროგრამით, რომელიც ვრცელდება საბაზისო მეცნიერებიდან მედიცინასა და ენერგეტიკაში მთარგმნელობით კვლევამდე, მან შემოიტანა ახალი მიდგომები კიბოს მკურნალობისა და არაინვაზიური გამოსახულების სამკურნალოდ მედიკამენტების მიწოდების რთული სისტემების დიზაინისა და განვითარებისთვის“, - თქვა მერი ფულერმა, MIT-ის ფაკულტეტის თავმჯდომარემ და პროფესორმა. ლიტერატურის, რომელმაც ჯილდო გადასცა. "როგორც მისი კოლეგები, ჩვენ მოხარული ვართ, რომ აღვნიშნავთ მის კარიერას დღეს."
იანვარში ჰამონდმა დაიწყო მუშაობა MIT-ის ვიცე-პროვოსტად ფაკულტეტზე. მანამდე იგი რვა წლის განმავლობაში ხელმძღვანელობდა ქიმიური ინჟინერიის დეპარტამენტს, ხოლო 2021 წელს დასახელდა ინსტიტუტის პროფესორად.
მრავალმხრივი ტექნიკა
ჰამონდი, რომელიც დეტროიტში გაიზარდა, მშობლებს მეცნიერების სიყვარულის აღძვრას მიაწერს. მამამისი იმ დროს ბიოქიმიაში ერთ-ერთი ძალიან ცოტა შავკანიანი დოქტორი იყო, ხოლო დედამ მიიღო მაგისტრის ხარისხი მედდა ჰოვარდის უნივერსიტეტში და დააარსა საექთნო სკოლა უეინის ოლქის სათემო კოლეჯში. ”ეს უზარმაზარ შესაძლებლობებს აძლევდა ქალებს დეტროიტის რეგიონში, მათ შორის ფერადკანიან ქალებს”, - აღნიშნა ჰამონდმა.
მას შემდეგ, რაც ბაკალავრის ხარისხი მიიღო MIT-ში 1984 წელს, ჰამონდი მუშაობდა ინჟინრად, სანამ ინსტიტუტში დაბრუნდა, როგორც მაგისტრატურის სტუდენტი, 1993 წელს მიიღო დოქტორი. ჰარვარდის უნივერსიტეტში ორწლიანი პოსტდოქტორის შემდეგ, იგი დაბრუნდა MIT-ის ფაკულტეტზე 1995 წელს. .
ჰამონდის კვლევის ცენტრში არის ტექნიკა, რომელიც მან შეიმუშავა თხელი ფენების შესაქმნელად, რომლებსაც შეუძლიათ არსებითად „შეკუმშვა-შეფუთვა“ ნანონაწილაკების. ამ ფილმების ქიმიური შემადგენლობის რეგულირებით, ნაწილაკები შეიძლება მორგებული იყოს წამლების ან ნუკლეინის მჟავების მიწოდებისთვის და სხეულის სპეციფიკური უჯრედების, მათ შორის კიბოს უჯრედების დასამიზნებლად.
ამ ფილმების დამზადებას ჰამონდი იწყებს დადებითად დამუხტული პოლიმერების ფენას უარყოფითად დამუხტულ ზედაპირზე. შემდეგ შეიძლება დაემატოს მეტი ფენა დადებითად და უარყოფითად დამუხტული პოლიმერების მონაცვლეობით. თითოეული ეს ფენა შეიძლება შეიცავდეს წამლებს ან სხვა სასარგებლო მოლეკულებს, როგორიცაა დნმ ან რნმ. ამ ფილმებიდან ზოგიერთი შეიცავს ასობით ფენას, ზოგი კი მხოლოდ ერთს, რაც მათ გამოსადეგს ხდის აპლიკაციების ფართო სპექტრისთვის.
„ფენა-ფენა პროცესის სასიამოვნოა ის, რომ მე შემიძლია ავირჩიო დეგრადირებადი პოლიმერების ჯგუფი, რომლებიც ლამაზად ბიოთავსებადია და შემიძლია მათი მონაცვლეობა ჩვენი წამლის მასალებით. ეს ნიშნავს, რომ მე შემიძლია დავამყარო თხელი ფირის ფენები, რომლებიც შეიცავს სხვადასხვა წამალს ფილმის სხვადასხვა წერტილში,” - თქვა ჰამონდმა. „შემდეგ, როდესაც ფილმი დეგრადირებულია, მას შეუძლია გაათავისუფლოს ეს წამლები საპირისპირო თანმიმდევრობით. ეს გვაძლევს საშუალებას შევქმნათ რთული, მრავალწამლის ფილმები მარტივი წყლის დაფუძნებული ტექნიკის გამოყენებით.
ჰამონდმა აღწერა, თუ როგორ შეიძლება ეს ფენა-ფენა ფილმების გამოყენება ძვლის ზრდის ხელშეწყობისთვის, აპლიკაციაში, რომელიც შეიძლება დაეხმაროს ადამიანებს თანდაყოლილი ძვლის დეფექტებით დაბადებულებს ან ტრავმულ დაზიანებებს.
ამ გამოყენებისთვის მისმა ლაბორატორიამ შექმნა ფილმები ორი ცილის ფენით. ერთ-ერთი მათგანი, BMP-2, არის ცილა, რომელიც ურთიერთქმედებს ზრდასრულ ღეროვან უჯრედებთან და იწვევს მათ დიფერენცირებას ძვლის უჯრედებად, ახალი ძვლის წარმოქმნით. მეორე არის ზრდის ფაქტორი სახელწოდებით VEGF, რომელიც ასტიმულირებს ახალი სისხლძარღვების ზრდას, რომლებიც ხელს უწყობენ ძვლის რეგენერაციას. ეს ფენები გამოიყენება ძალიან თხელ ქსოვილის ხარაჩოზე, რომელიც შეიძლება დაინერგოს დაზიანების ადგილზე.
ჰამონდმა და მისმა სტუდენტებმა დააპროექტეს საფარი ისე, რომ ჩანერგვის შემდეგ, VEGF-ს ადრეულ პერიოდში, დაახლოებით ერთი კვირის განმავლობაში გაათავისუფლებდა და გააგრძელებდა BMP-2-ის გამოშვებას 40 დღემდე. თაგვებზე ჩატარებული კვლევისას მათ აღმოაჩინეს, რომ ქსოვილის ეს ხარაჩო ასტიმულირებს მათ ზრდას ახალი ძვალი რომელიც თითქმის არ განსხვავდებოდა ბუნებრივი ძვლისგან.
მიზნად ისახავს კიბოს
როგორც MIT-ის Koch ინსტიტუტის ინტეგრირებული კიბოს კვლევის წევრმა, ჰამონდმა ასევე შეიმუშავა ფენა-ფენა საფარები, რომლებსაც შეუძლიათ გააუმჯობესონ კიბოს წამლების მიწოდებისთვის გამოყენებული ნანონაწილაკების მოქმედება, როგორიცაა ლიპოსომები ან ნანონაწილაკები, რომლებიც დამზადებულია პოლიმერისგან, სახელად PLGA.
„ჩვენ გვყავს ნარკოტიკების მატარებლების ფართო სპექტრი, რომელთა გადატანა შეგვიძლია ამ გზით. მე მათზე ვფიქრობ როგორც გორგალი, სადაც არის ტკბილეულის ყველა ის განსხვავებული ფენა და ისინი ერთ დროს იშლება“, - თქვა ჰამონდმა.
ამ მიდგომის გამოყენებით, ჰამონდმა შექმნა ნაწილაკები, რომლებსაც შეუძლიათ ერთი-ორი დარტყმის მიტანა კიბოს უჯრედებზე. პირველი, ნაწილაკები ათავისუფლებენ ნუკლეინის მჟავის დოზას, როგორიცაა მოკლე ინტერფერენტული რნმ (siRNA), რომელსაც შეუძლია გამორთოს კიბოს გენი, ან მიკრორნმ, რომელსაც შეუძლია გაააქტიუროს სიმსივნის სუპრესორული გენები. შემდეგ, ნაწილაკები ათავისუფლებენ ქიმიოთერაპიის წამალს, როგორიცაა ცისპლატინი, რომლის მიმართაც უჯრედები ახლა უფრო დაუცველია.
ნაწილაკები ასევე შეიცავს უარყოფითად დამუხტულ გარე „სალტ ფენას“, რომელიც იცავს მათ სისხლძარღვში დაშლისგან, სანამ ისინი მიზანს მიაღწევენ. ეს გარე ფენა ასევე შეიძლება შეიცვალოს, რათა დაეხმაროს ნაწილაკებს კიბოს უჯრედების მიერ ათვისებაში, მოლეკულების ჩართვით, რომლებიც აკავშირებენ პროტეინებს, რომლებიც უხვად არის სიმსივნურ უჯრედებზე.
უახლეს სამუშაოებში ჰამონდმა დაიწყო ნანონაწილაკების შემუშავება, რომლებსაც შეუძლიათ საკვერცხის კიბოს სამიზნე და ქიმიოთერაპიის შემდეგ დაავადების რეციდივის თავიდან აცილება. საკვერცხის კიბოს პაციენტთა დაახლოებით 70 პროცენტში, მკურნალობის პირველი რაუნდი ძალზე ეფექტურია, მაგრამ სიმსივნე მეორდება ამ შემთხვევების დაახლოებით 85 პროცენტში და ეს ახალი სიმსივნეები, როგორც წესი, ძალიან რეზისტენტულია წამლების მიმართ.
წამლის მიმწოდებელ ნანონაწილაკებზე დაფარვის ტიპის შეცვლით, ჰამონდმა აღმოაჩინა, რომ ნაწილაკები შეიძლება იყოს დაპროექტებული იმისთვის, რომ მოხვდეს სიმსივნურ უჯრედებში, ან მიეკრას მათ ზედაპირებს. ნაწილაკების გამოყენებით, რომლებიც უჯრედებს ეწებება, მან შეიმუშავა მკურნალობა, რომელიც დაეხმარება პაციენტის იმუნური რეაქციის დაწყებას ნებისმიერ მორეციდივე სიმსივნურ უჯრედზე.
„საკვერცხის კიბოსთან ერთად, ძალიან ცოტა იმუნური უჯრედია ამ სივრცეში და რადგან მათ არ აქვთ ბევრი იმუნური უჯრედი, ძალიან რთულია იმუნური პასუხის გაძლიერება“, - თქვა მან. „თუმცა, თუ ჩვენ შევძლებთ მოლეკულის მიტანას მეზობელ უჯრედებში, იმ მცირერიცხოვან უჯრედებში, რომლებიც არსებობს, და გავააქტიუროთ ისინი, მაშინ ჩვენ შეგვიძლია რაღაცის გაკეთება“.
ამ მიზნით, მან დააპროექტა ნანონაწილაკები, რომლებიც აწვდიან IL-12-ს, ციტოკინს, რომელიც ასტიმულირებს ახლომდებარე T უჯრედებს მოქმედებაში და დაიწყოს სიმსივნური უჯრედების შეტევა. თაგვებზე ჩატარებული კვლევისას მან აღმოაჩინა, რომ ამ მკურნალობამ გამოიწვია გრძელვადიანი მეხსიერების T- უჯრედების პასუხი, რომელიც თავიდან აიცილებდა საკვერცხის კიბოს განმეორებას.
ჰამონდმა ლექცია დახურა იმით, თუ რა გავლენას ახდენდა ინსტიტუტი მასზე მისი კარიერის განმავლობაში.
"ეს იყო გარდამტეხი გამოცდილება," თქვა მან. ”მე ნამდვილად ვფიქრობ, რომ ეს ადგილი განსაკუთრებულია, რადგან ის აერთიანებს ხალხს და საშუალებას გვაძლევს ერთად გავაკეთოთ ისეთი რამ, რისი გაკეთებაც მარტო არ შეგვეძლო. და ეს არის ის მხარდაჭერა, რომელსაც ვიღებთ ჩვენი მეგობრებისგან, ჩვენი კოლეგებისგან და ჩვენი სტუდენტებისგან, რაც რეალურად შესაძლებელს ხდის.”
დაწერილი ენ ტრაფტონის მიერ
