நானோ அளவில் புற்றுநோயை சமாளித்தல்

1980 களின் முற்பகுதியில் பவுலா ஹம்மண்ட் MITயின் வளாகத்தில் முதல் ஆண்டு மாணவியாக வந்தபோது, ​​அவர் சொந்தமா என்பது உறுதியாகத் தெரியவில்லை. உண்மையில், அவர் MIT பார்வையாளர்களிடம் கூறியது போல், அவர் "ஒரு ஏமாற்றுக்காரர்" போல் உணர்ந்தார்.

MIT இன்ஸ்டிட்யூட் பேராசிரியர் Paula Hammond, உலகப் புகழ்பெற்ற இரசாயனப் பொறியியலாளர், MIT இல் தனது கல்விப் பணியின் பெரும்பகுதியைக் கழித்தவர், 2023-24 ஜேம்ஸ் R. Killian Jr. ஆசிரியர் சாதனை விருது விரிவுரையை வழங்கினார். பட கடன்: ஜேக் பெல்ச்சர்

இருப்பினும், அந்த உணர்வு நீண்ட காலம் நீடிக்கவில்லை, ஏனெனில் ஹம்மண்ட் தனது சக மாணவர்கள் மற்றும் எம்ஐடியின் ஆசிரியர்களிடையே ஆதரவைப் பெறத் தொடங்கினார். "சமூகம் எனக்கு மிகவும் முக்கியமானது, நான் சேர்ந்தவன் என்று உணர, எனக்கு இங்கு ஒரு இடம் இருக்கிறது என்று உணர, என்னை அரவணைத்து ஆதரவளிக்கத் தயாராக இருந்தவர்களைக் கண்டேன்," என்று அவர் கூறினார்.

உலகப் புகழ்பெற்ற இரசாயனப் பொறியியலாளர் ஹம்மண்ட், தனது கல்விப் பணியின் பெரும்பகுதியை எம்ஐடியில் கழித்தவர், 2023-24 ஜேம்ஸ் ஆர். கில்லியன் ஜூனியர் ஆசிரிய சாதனையாளர் விருது விரிவுரையின் போது தனது கருத்துக்களைத் தெரிவித்தார்.

எம்ஐடியின் 1971வது தலைவரான ஜேம்ஸ் கில்லியனைக் கௌரவிப்பதற்காக 10 இல் நிறுவப்பட்டது, கில்லியன் விருது எம்ஐடி ஆசிரிய உறுப்பினரின் அசாதாரண தொழில்முறை சாதனைகளை அங்கீகரிக்கிறது. ஹம்மண்ட் இந்த ஆண்டு விருதுக்கு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டார், "அவரது மகத்தான தொழில்முறை சாதனைகள் மற்றும் பங்களிப்புகளுக்காக மட்டுமல்லாமல், அவரது உண்மையான அரவணைப்பு மற்றும் மனிதாபிமானம், அவரது சிந்தனை மற்றும் திறமையான தலைமை, மற்றும் அவரது பச்சாதாபம் மற்றும் நெறிமுறைகள்" ஆகியவை விருது மேற்கோளின் படி.

“பேராசிரியர் ஹம்மண்ட் நானோ தொழில்நுட்ப ஆராய்ச்சியில் முன்னோடி. அடிப்படை அறிவியலில் இருந்து மருத்துவம் மற்றும் ஆற்றலில் மொழிபெயர்ப்பு ஆராய்ச்சி வரை விரிவடையும் ஒரு திட்டத்துடன், புற்றுநோய் சிகிச்சை மற்றும் ஆக்கிரமிப்பு இல்லாத இமேஜிங்கிற்கான சிக்கலான மருந்து விநியோக அமைப்புகளின் வடிவமைப்பு மற்றும் மேம்பாட்டிற்கான புதிய அணுகுமுறைகளை அவர் அறிமுகப்படுத்தியுள்ளார்," என்று எம்ஐடியின் ஆசிரியத் தலைவரும் பேராசிரியருமான மேரி புல்லர் கூறினார். இலக்கியம், விருது வழங்கியவர். "அவரது சக ஊழியர்களாக, இன்று அவரது வாழ்க்கையை கொண்டாடுவதில் நாங்கள் மகிழ்ச்சியடைகிறோம்."

ஜனவரியில், ஹாமண்ட் எம்ஐடியின் ஆசிரியர்களுக்கான துணைப் பணியாளராக பணியாற்றத் தொடங்கினார். அதற்கு முன், அவர் எட்டு ஆண்டுகள் வேதியியல் பொறியியல் துறையின் தலைவராக இருந்தார், மேலும் அவர் 2021 இல் ஒரு நிறுவனப் பேராசிரியராக நியமிக்கப்பட்டார்.

ஒரு பல்துறை நுட்பம்

டெட்ராய்டில் வளர்ந்த ஹம்மண்ட், அறிவியலின் மீது ஒரு அன்பைத் தூண்டியதற்காக தனது பெற்றோருக்கு பெருமை சேர்த்துள்ளார். அவரது தந்தை அந்த நேரத்தில் உயிர் வேதியியலில் கறுப்பின பிஎச்டிகளில் ஒருவராக இருந்தார், அதே நேரத்தில் அவரது தாயார் ஹோவர்ட் பல்கலைக்கழகத்தில் நர்சிங்கில் முதுகலைப் பட்டம் பெற்றார் மற்றும் வெய்ன் கவுண்டி சமூகக் கல்லூரியில் நர்சிங் பள்ளியை நிறுவினார். "இது டெட்ராய்ட் பகுதியில் உள்ள பெண்களுக்கு ஒரு பெரிய அளவிலான வாய்ப்பை வழங்கியது, இதில் நிறமுள்ள பெண்கள் உட்பட," ஹம்மண்ட் குறிப்பிட்டார்.

1984 இல் எம்ஐடியில் இளங்கலைப் பட்டம் பெற்ற பிறகு, ஹம்மண்ட் ஒரு பொறியியலாளராகப் பணிபுரிந்தார், பின்னர் பட்டதாரி மாணவராக நிறுவனத்திற்குத் திரும்பினார், 1993 இல் தனது பிஎச்டியைப் பெற்றார். ஹார்வர்ட் பல்கலைக்கழகத்தில் இரண்டு வருட முதுகலைக்குப் பிறகு, 1995 இல் எம்ஐடி பீடத்தில் சேரத் திரும்பினார். .

ஹம்மண்டின் ஆராய்ச்சியின் மையத்தில், நானோ துகள்களை "சுருங்க-மடக்கு" செய்யக்கூடிய மெல்லிய படங்களை உருவாக்க அவர் உருவாக்கிய ஒரு நுட்பம் உள்ளது. இந்தப் படங்களின் வேதியியல் கலவையைச் சரிசெய்வதன் மூலம், மருந்துகள் அல்லது நியூக்ளிக் அமிலங்களை வழங்குவதற்கும், புற்றுநோய் செல்கள் உட்பட உடலில் உள்ள குறிப்பிட்ட செல்களைக் குறிவைப்பதற்கும் துகள்களைத் தனிப்பயனாக்கலாம்.

இந்தத் திரைப்படங்களை உருவாக்க, நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பாலிமர்களை எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மேற்பரப்பில் அடுக்குவதன் மூலம் ஹேமண்ட் தொடங்குகிறார். பின்னர், நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பாலிமர்களை மாற்றி, அதிக அடுக்குகளைச் சேர்க்கலாம். இந்த அடுக்குகள் ஒவ்வொன்றிலும் டிஎன்ஏ அல்லது ஆர்என்ஏ போன்ற மருந்துகள் அல்லது பிற பயனுள்ள மூலக்கூறுகள் இருக்கலாம். இந்த படங்களில் சில நூற்றுக்கணக்கான அடுக்குகளைக் கொண்டிருக்கின்றன, மற்றவை ஒன்று மட்டுமே, அவை பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளுக்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

"அடுக்கு-மூலம்-அடுக்கு செயல்முறையில் என்ன நல்லது, நான் நன்றாக உயிர் இணக்கத்தன்மை கொண்ட சிதைக்கக்கூடிய பாலிமர்களின் ஒரு குழுவை தேர்வு செய்யலாம், மேலும் அவற்றை எங்கள் மருந்து பொருட்களுடன் மாற்றலாம். இதன் பொருள் என்னவென்றால், படத்திற்குள் வெவ்வேறு புள்ளிகளில் வெவ்வேறு மருந்துகளைக் கொண்ட மெல்லிய பட அடுக்குகளை என்னால் உருவாக்க முடியும், "ஹம்மண்ட் கூறினார். “பின்னர், படம் சீரழியும் போது, ​​​​அந்த மருந்துகளை தலைகீழ் வரிசையில் வெளியிடலாம். இது எளிமையான நீர் சார்ந்த நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி சிக்கலான, மல்டிட்ரக் படங்களை உருவாக்க எங்களுக்கு உதவுகிறது.

பிறவி எலும்பு குறைபாடுகளுடன் பிறந்தவர்கள் அல்லது அதிர்ச்சிகரமான காயங்களை அனுபவிப்பவர்களுக்கு உதவக்கூடிய பயன்பாட்டில், எலும்பு வளர்ச்சியை ஊக்குவிக்க இந்த லேயர்-பை-லேயர் படங்கள் எவ்வாறு பயன்படுத்தப்படலாம் என்பதை ஹேமண்ட் விவரித்தார்.

அந்த பயன்பாட்டிற்காக, அவரது ஆய்வகம் இரண்டு புரதங்களின் அடுக்குகளுடன் படங்களை உருவாக்கியுள்ளது. இவற்றில் ஒன்று, BMP-2, ஒரு புரதமாகும், இது வயதுவந்த ஸ்டெம் செல்களுடன் தொடர்பு கொள்கிறது மற்றும் அவற்றை எலும்பு செல்களாக வேறுபடுத்துகிறது, புதிய எலும்பை உருவாக்குகிறது. இரண்டாவது VEGF எனப்படும் வளர்ச்சிக் காரணி, இது எலும்பை மீண்டும் உருவாக்க உதவும் புதிய இரத்த நாளங்களின் வளர்ச்சியைத் தூண்டுகிறது. இந்த அடுக்குகள் காயம் ஏற்பட்ட இடத்தில் பொருத்தக்கூடிய மிக மெல்லிய திசு சாரக்கட்டுக்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

ஹம்மண்ட் மற்றும் அவரது மாணவர்கள் பூச்சுகளை வடிவமைத்தனர், இதனால் ஒரு முறை பொருத்தப்பட்டால், அது VEGF ஐ ஒரு வாரத்திற்கு முன்பே வெளியிடும், மேலும் BMP-2 ஐ தொடர்ந்து 40 நாட்கள் வரை வெளியிடும். எலிகள் பற்றிய ஆய்வில், இந்த திசு சாரக்கட்டு வளர்ச்சியைத் தூண்டுகிறது என்று கண்டறிந்தனர் புதிய எலும்பு இது இயற்கை எலும்பிலிருந்து கிட்டத்தட்ட பிரித்தறிய முடியாததாக இருந்தது.

புற்றுநோயைக் குறிவைத்தல்

எம்ஐடியின் கோச் இன்ஸ்டிடியூட் ஃபார் இன்டகிரேடிவ் கேன்சர் ரிசர்ச்சின் உறுப்பினராக, ஹேமண்ட் லேயர்-பை-லேயர் பூச்சுகளை உருவாக்கியுள்ளார், இது புற்றுநோய் மருந்து விநியோகத்திற்கு பயன்படுத்தப்படும் நானோ துகள்களின் செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது, அதாவது லிபோசோம்கள் அல்லது பிஎல்ஜிஏ எனப்படும் பாலிமரில் இருந்து தயாரிக்கப்பட்ட நானோ துகள்கள்.

"எங்களிடம் பரந்த அளவிலான போதைப்பொருள் கேரியர்கள் உள்ளன, அவை இந்த வழியில் மடிக்க முடியும். நான் அவர்களை ஒரு கோப்ஸ்டாப்பர் போல நினைக்கிறேன், அங்கு பல்வேறு மிட்டாய்கள் உள்ளன, அவை ஒவ்வொன்றாக கரைந்துவிடும், ”ஹம்மண்ட் கூறினார்.

இந்த அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்தி, ஹம்மண்ட் புற்றுநோய் உயிரணுக்களுக்கு ஒன்று-இரண்டு பஞ்சை வழங்கக்கூடிய துகள்களை உருவாக்கியுள்ளார். முதலாவதாக, துகள்கள் ஒரு நியூக்ளிக் அமிலத்தின் அளவை வெளியிடுகின்றன, அதாவது குறுகிய குறுக்கிடும் RNA (siRNA), இது புற்றுநோய் மரபணுவை அணைக்க முடியும், அல்லது மைக்ரோஆர்என்ஏ, இது கட்டியை அடக்கும் மரபணுக்களை செயல்படுத்துகிறது. பின்னர், துகள்கள் சிஸ்ப்ளேட்டின் போன்ற கீமோதெரபி மருந்தை வெளியிடுகின்றன, செல்கள் இப்போது மிகவும் பாதிக்கப்படக்கூடியவை.

துகள்களில் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட வெளிப்புற "திருட்டுத்தனமான அடுக்கு" அடங்கும், அவை அவற்றின் இலக்குகளை அடையும் முன் இரத்த ஓட்டத்தில் உடைந்து போகாமல் பாதுகாக்கிறது. கட்டி உயிரணுக்களில் ஏராளமாக இருக்கும் புரதங்களுடன் பிணைக்கும் மூலக்கூறுகளை இணைப்பதன் மூலம், புற்றுநோய் உயிரணுக்களால் துகள்கள் எடுக்கப்படுவதற்கு இந்த வெளிப்புற அடுக்கு மாற்றியமைக்கப்படலாம்.

சமீபத்திய வேலைகளில், ஹேமண்ட் கருப்பை புற்றுநோயைக் குறிவைத்து, கீமோதெரபிக்குப் பிறகு நோய் மீண்டும் வருவதைத் தடுக்க உதவும் நானோ துகள்களை உருவாக்கத் தொடங்கினார். சுமார் 70 சதவீத கருப்பை புற்றுநோய் நோயாளிகளில், முதல் சுற்று சிகிச்சை மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும், ஆனால் கட்டிகள் சுமார் 85 சதவீத நிகழ்வுகளில் மீண்டும் மீண்டும் வருகின்றன, மேலும் இந்த புதிய கட்டிகள் பொதுவாக அதிக மருந்து எதிர்ப்பு சக்தி கொண்டவை.

மருந்தை வழங்கும் நானோ துகள்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் பூச்சு வகையை மாற்றுவதன் மூலம், துகள்கள் கட்டி உயிரணுக்களுக்குள் நுழையும் அல்லது அவற்றின் மேற்பரப்பில் ஒட்டிக்கொள்ளும் வகையில் வடிவமைக்கப்படலாம் என்று ஹம்மண்ட் கண்டறிந்துள்ளார். உயிரணுக்களில் ஒட்டிக்கொண்டிருக்கும் துகள்களைப் பயன்படுத்தி, மீண்டும் மீண்டும் வரும் கட்டி உயிரணுக்களுக்கு நோயாளியின் நோயெதிர்ப்பு சக்தியைத் தூண்டுவதற்கு உதவும் ஒரு சிகிச்சையை அவர் வடிவமைத்துள்ளார்.

"கருப்பை புற்றுநோயால், அந்த இடத்தில் மிகக் குறைவான நோயெதிர்ப்பு உயிரணுக்கள் உள்ளன, மேலும் அவற்றில் நிறைய நோயெதிர்ப்பு செல்கள் இல்லாததால், நோயெதிர்ப்பு மறுமொழியை மீட்டெடுப்பது மிகவும் கடினம்," என்று அவர் கூறினார். "இருப்பினும், ஒரு மூலக்கூறை அண்டை உயிரணுக்களுக்கு வழங்க முடிந்தால், அவை இருக்கும் சிலவற்றை மீட்டெடுக்கலாம், பின்னர் நாம் ஏதாவது செய்ய முடியும்."

அந்த முடிவுக்கு, அவர் IL-12 ஐ வழங்கும் நானோ துகள்களை வடிவமைத்தார், இது சைட்டோகைன் ஆகும், இது அருகிலுள்ள T செல்கள் செயல்பட தூண்டுகிறது மற்றும் கட்டி செல்களை தாக்கத் தொடங்குகிறது. எலிகள் பற்றிய ஒரு ஆய்வில், இந்த சிகிச்சையானது நீண்ட கால நினைவாற்றல் டி-செல் பதிலைத் தூண்டியது, இது கருப்பை புற்றுநோய் மீண்டும் வருவதைத் தடுக்கிறது.

ஹம்மண்ட் தனது விரிவுரையை தனது வாழ்க்கை முழுவதும் நிறுவனம் ஏற்படுத்திய தாக்கத்தை விவரித்து முடித்தார்.

"இது ஒரு மாற்றும் அனுபவம்," என்று அவர் கூறினார். "இந்த இடத்தை நான் மிகவும் சிறப்பு வாய்ந்ததாக கருதுகிறேன், ஏனென்றால் இது மக்களை ஒன்றிணைக்கிறது மற்றும் எங்களால் தனியாக செய்ய முடியாத விஷயங்களை ஒன்றாகச் செய்ய உதவுகிறது. எங்கள் நண்பர்கள், சக ஊழியர்கள் மற்றும் எங்கள் மாணவர்களிடமிருந்து நாங்கள் பெறும் ஆதரவே விஷயங்களை உண்மையில் சாத்தியமாக்குகிறது.

ஆன் டிராப்டன் எழுதியது

மூல: மாசசூசெட்ஸ் தொழில்நுட்ப நிறுவனம்

மூல இணைப்பு