جب پاؤلا ہیمنڈ پہلی بار ایم آئی ٹی کے کیمپس میں 1980 کی دہائی کے اوائل میں پہلے سال کی طالبہ کے طور پر پہنچی تو اسے یقین نہیں تھا کہ آیا اس کا تعلق ہے۔ درحقیقت، جیسا کہ اس نے ایک MIT سامعین کو بتایا، وہ "ایک جعل ساز" کی طرح محسوس کرتی تھی۔
MIT انسٹی ٹیوٹ کی پروفیسر پاؤلا ہیمنڈ، ایک عالمی شہرت یافتہ کیمیکل انجینئر جنہوں نے اپنے تعلیمی کیریئر کا بیشتر حصہ MIT میں گزارا ہے، نے 2023-24 James R. Killian Jr. Faculty Achievement Award لیکچر دیا۔ تصویری کریڈٹ: جیک بیلچر
تاہم، یہ احساس زیادہ دیر تک قائم نہیں رہا، کیونکہ ہیمنڈ نے اپنے ساتھی طالب علموں اور MIT کے فیکلٹی کے درمیان حمایت حاصل کرنا شروع کی۔ "کمیونٹی میرے لیے واقعی اہم تھی، یہ محسوس کرنا کہ میرا تعلق ہے، یہ محسوس کرنا کہ میری یہاں ایک جگہ ہے، اور مجھے ایسے لوگ ملے جو مجھے گلے لگانے اور میری حمایت کرنے کے لیے تیار تھے،" اس نے کہا۔
ہیمنڈ، ایک عالمی شہرت یافتہ کیمیکل انجینئر جس نے اپنے تعلیمی کیریئر کا بیشتر حصہ MIT میں گزارا ہے، نے 2023-24 جیمز آر کلیان جونیئر فیکلٹی اچیومنٹ ایوارڈ لیکچر کے دوران اپنے تبصرے کہے۔
1971 میں MIT کے 10ویں صدر جیمز کلیان کے اعزاز میں قائم کیا گیا، Killian Award MIT کے فیکلٹی ممبر کی غیر معمولی پیشہ ورانہ کامیابیوں کو تسلیم کرتا ہے۔ ہیمنڈ کو اس سال کے ایوارڈ کے لیے منتخب کیا گیا تھا "نہ صرف اس کی زبردست پیشہ ورانہ کامیابیوں اور شراکت کے لیے، بلکہ اس کی حقیقی گرمجوشی اور انسانیت، اس کی فکرمندی اور موثر قیادت، اور اس کی ہمدردی اور اخلاقیات کے لیے،" ایوارڈ کے حوالے کے مطابق۔
"پروفیسر ہیمنڈ نینو ٹیکنالوجی کی تحقیق میں ایک علمبردار ہیں۔ ایک پروگرام کے ساتھ جو بنیادی سائنس سے لے کر طب اور توانائی میں ترجمے کی تحقیق تک پھیلا ہوا ہے، اس نے کینسر کے علاج اور غیر حملہ آور امیجنگ کے لیے پیچیدہ ادویات کی ترسیل کے نظام کے ڈیزائن اور ترقی کے لیے نئے طریقے متعارف کرائے ہیں،" MIT کی فیکلٹی کی سربراہ اور ایک پروفیسر نے کہا۔ ادب کے، جنہوں نے ایوارڈ پیش کیا۔ "اس کے ساتھیوں کے طور پر، ہم آج اس کے کیریئر کا جشن مناتے ہوئے بہت خوش ہیں۔"
جنوری میں، ہیمنڈ نے فیکلٹی کے لیے MIT کے نائب پرووسٹ کے طور پر کام کرنا شروع کیا۔ اس سے پہلے، اس نے آٹھ سال تک شعبہ کیمیکل انجینئرنگ کی سربراہی کی، اور انہیں 2021 میں انسٹی ٹیوٹ پروفیسر نامزد کیا گیا۔
ایک ورسٹائل تکنیک
ہیمنڈ، جو ڈیٹرائٹ میں پلا بڑھا، اپنے والدین کو سائنس سے محبت پیدا کرنے کا سہرا دیتا ہے۔ اس کے والد اس وقت بائیو کیمسٹری میں بہت کم سیاہ فام پی ایچ ڈیز میں سے ایک تھے، جب کہ اس کی والدہ نے ہاورڈ یونیورسٹی سے نرسنگ میں ماسٹر ڈگری حاصل کی اور وین کاؤنٹی کمیونٹی کالج میں نرسنگ اسکول کی بنیاد رکھی۔ ہیمنڈ نے نوٹ کیا، "اس نے ڈیٹرائٹ کے علاقے کی خواتین کے لیے بہت زیادہ مواقع فراہم کیے، جن میں رنگین خواتین بھی شامل ہیں۔"
1984 میں ایم آئی ٹی سے بیچلر کی ڈگری حاصل کرنے کے بعد، ہیمنڈ نے گریجویٹ طالب علم کے طور پر انسٹی ٹیوٹ میں واپس آنے سے پہلے ایک انجینئر کے طور پر کام کیا، 1993 میں پی ایچ ڈی کی۔ ہارورڈ یونیورسٹی میں دو سالہ پوسٹ ڈاک کے بعد، وہ 1995 میں ایم آئی ٹی فیکلٹی میں شامل ہونے کے لیے واپس آئی۔ .
ہیمنڈ کی تحقیق کے مرکز میں ایک تکنیک ہے جو اس نے پتلی فلمیں بنانے کے لئے تیار کی ہے جو بنیادی طور پر نینو پارٹیکلز کو "سکڑ کر لپیٹ" سکتی ہے۔ ان فلموں کی کیمیائی ساخت کو ٹیوننگ کرکے، ذرات کو منشیات یا نیوکلک ایسڈ فراہم کرنے اور کینسر کے خلیات سمیت جسم کے مخصوص خلیوں کو نشانہ بنانے کے لیے اپنی مرضی کے مطابق بنایا جا سکتا ہے۔
ان فلموں کو بنانے کے لیے، ہیمنڈ مثبت چارج شدہ پولیمر کو منفی چارج شدہ سطح پر لگا کر شروع کرتا ہے۔ پھر، مثبت اور منفی چارج شدہ پولیمر کو تبدیل کرتے ہوئے مزید تہوں کو شامل کیا جا سکتا ہے۔ ان تہوں میں سے ہر ایک میں منشیات یا دیگر مفید مالیکیولز، جیسے ڈی این اے یا آر این اے شامل ہو سکتے ہیں۔ ان میں سے کچھ فلموں میں سیکڑوں پرتیں ہوتی ہیں، باقی صرف ایک، انہیں ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج کے لیے مفید بناتی ہیں۔
"پرت بہ پرت کے عمل کے بارے میں اچھی بات یہ ہے کہ میں انحطاط پذیر پولیمر کے ایک گروپ کا انتخاب کر سکتا ہوں جو اچھی طرح سے بایو کمپیٹیبل ہیں، اور میں انہیں اپنے منشیات کے مواد کے ساتھ متبادل بنا سکتا ہوں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ میں فلم کی پتلی پرتیں بنا سکتا ہوں جس میں فلم کے اندر مختلف مقامات پر مختلف ادویات موجود ہوں،‘‘ ہیمنڈ نے کہا۔ "پھر، جب فلم انحطاط پذیر ہوتی ہے، تو وہ ان دوائیوں کو الٹ ترتیب میں جاری کر سکتی ہے۔ یہ ہمیں پانی پر مبنی سادہ تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے پیچیدہ، ملٹی ڈرگ فلمیں بنانے کے قابل بنا رہا ہے۔
ہیمنڈ نے بتایا کہ کس طرح یہ تہہ در تہہ فلمیں ہڈیوں کی نشوونما کو فروغ دینے کے لیے استعمال کی جا سکتی ہیں، ایک ایسی ایپلی کیشن میں جو ہڈیوں کے پیدائشی نقائص کے ساتھ پیدا ہونے والے لوگوں یا تکلیف دہ چوٹوں کا سامنا کرنے والے لوگوں کی مدد کر سکتی ہے۔
اس استعمال کے لیے، اس کی لیب نے دو پروٹینوں کی تہوں والی فلمیں بنائی ہیں۔ ان میں سے ایک، BMP-2، ایک پروٹین ہے جو بالغ اسٹیم سیلز کے ساتھ تعامل کرتا ہے اور انہیں ہڈیوں کے خلیوں میں فرق کرنے پر اکساتا ہے، جس سے نئی ہڈی پیدا ہوتی ہے۔ دوسرا VEGF نامی ترقی کا عنصر ہے، جو خون کی نئی شریانوں کی نشوونما کو متحرک کرتا ہے جو ہڈیوں کو دوبارہ پیدا کرنے میں مدد کرتی ہے۔ یہ پرتیں ایک بہت ہی پتلی بافتوں پر لگائی جاتی ہیں جنہیں چوٹ کی جگہ پر لگایا جا سکتا ہے۔
ہیمنڈ اور اس کے طلباء نے اس کوٹنگ کو اس طرح ڈیزائن کیا کہ ایک بار لگانے کے بعد، یہ VEGF کو ایک ہفتے یا اس سے زیادہ پہلے جاری کرے گا، اور BMP-2 کو 40 دنوں تک جاری کرتا رہے گا۔ چوہوں کے ایک مطالعہ میں، انہوں نے پایا کہ اس ٹشو کے سہاروں کی نشوونما کو تحریک ملتی ہے۔ نئی ہڈی جو قدرتی ہڈی سے تقریباً الگ نہیں تھا۔
کینسر کو نشانہ بنانا
ایم آئی ٹی کے کوچ انسٹی ٹیوٹ فار انٹیگریٹیو کینسر ریسرچ کے ایک رکن کے طور پر، ہیمنڈ نے تہہ در تہہ کوٹنگز بھی تیار کی ہیں جو کینسر کی دوائیوں کی ترسیل کے لیے استعمال ہونے والے نینو پارٹیکلز کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتی ہیں، جیسے لیپوسومز یا PLGA نامی پولیمر سے بنے نینو پارٹیکلز۔
"ہمارے پاس منشیات کے کیریئرز کی ایک وسیع رینج ہے جسے ہم اس طرح لپیٹ سکتے ہیں۔ میں ان کے بارے میں ایک گب اسٹاپپر کی طرح سوچتا ہوں، جہاں کینڈی کی وہ تمام مختلف پرتیں ہیں اور وہ ایک وقت میں ایک ایک کرکے تحلیل ہو جاتی ہیں،‘‘ ہیمنڈ نے کہا۔
اس نقطہ نظر کو استعمال کرتے ہوئے، ہیمنڈ نے ایسے ذرات بنائے ہیں جو کینسر کے خلیوں کو ایک سے دو پنچ فراہم کر سکتے ہیں۔ سب سے پہلے، ذرات نیوکلیک ایسڈ کی خوراک جاری کرتے ہیں جیسے مختصر مداخلت کرنے والے RNA (siRNA)، جو کینسر والے جین کو بند کر سکتا ہے، یا مائکرو آر این اے، جو ٹیومر کو دبانے والے جین کو متحرک کر سکتا ہے۔ اس کے بعد، ذرات کیموتھراپی کی دوائی جیسے سسپلٹین جاری کرتے ہیں، جس کے لیے خلیات اب زیادہ کمزور ہیں۔
ذرات میں ایک منفی چارج شدہ بیرونی "اسٹیلتھ پرت" بھی شامل ہے جو انہیں اپنے ہدف تک پہنچنے سے پہلے خون کے دھارے میں ٹوٹنے سے بچاتی ہے۔ اس بیرونی پرت کو کینسر کے خلیات کے ذریعے ذرات کو اٹھانے میں مدد کرنے کے لیے بھی تبدیل کیا جا سکتا ہے، ایسے مالیکیولز کو شامل کر کے جو پروٹین سے منسلک ہوتے ہیں جو ٹیومر کے خلیوں پر وافر ہوتے ہیں۔
مزید حالیہ کام میں، ہیمنڈ نے ایسے نینو پارٹیکلز تیار کرنا شروع کر دیے ہیں جو رحم کے کینسر کو نشانہ بنا سکتے ہیں اور کیموتھراپی کے بعد بیماری کے دوبارہ ہونے کو روکنے میں مدد کر سکتے ہیں۔ بیضہ دانی کے کینسر کے تقریباً 70 فیصد مریضوں میں، علاج کا پہلا دور انتہائی موثر ہوتا ہے، لیکن ان میں سے تقریباً 85 فیصد میں ٹیومر دوبارہ پیدا ہوتے ہیں، اور یہ نئے ٹیومر عام طور پر منشیات کے خلاف مزاحم ہوتے ہیں۔
منشیات فراہم کرنے والے نینو پارٹیکلز پر لاگو کوٹنگ کی قسم کو تبدیل کرکے، ہیمنڈ نے پایا ہے کہ ذرات کو یا تو ٹیومر کے خلیوں کے اندر جانے یا ان کی سطحوں پر چپکنے کے لیے ڈیزائن کیا جا سکتا ہے۔ خلیوں سے چپکنے والے ذرات کا استعمال کرتے ہوئے، اس نے ایک ایسا علاج ڈیزائن کیا ہے جو کسی بھی بار بار آنے والے ٹیومر خلیوں کے خلاف مریض کے مدافعتی ردعمل کو چھلانگ لگانے میں مدد کر سکتا ہے۔
انہوں نے کہا کہ رحم کے کینسر کے ساتھ، اس جگہ میں بہت کم مدافعتی خلیے موجود ہیں، اور چونکہ ان میں بہت زیادہ مدافعتی خلیے موجود نہیں ہیں، اس لیے مدافعتی ردعمل کو بحال کرنا بہت مشکل ہے۔ "تاہم، اگر ہم ایک مالیکیول کو پڑوسی خلیوں تک پہنچا سکتے ہیں، جو چند موجود ہیں، اور انہیں دوبارہ زندہ کر سکتے ہیں، تو ہم کچھ کرنے کے قابل ہو سکتے ہیں۔"
اس مقصد کے لیے، اس نے نینو پارٹیکلز کو ڈیزائن کیا جو IL-12 فراہم کرتے ہیں، ایک سائٹوکائن جو قریبی ٹی خلیوں کو حرکت میں آنے اور ٹیومر کے خلیوں پر حملہ کرنے کے لیے تحریک دیتی ہے۔ چوہوں کے ایک مطالعہ میں، اس نے پایا کہ اس علاج نے طویل مدتی میموری ٹی سیل ردعمل پیدا کیا جو رحم کے کینسر کے دوبارہ ہونے کو روکتا ہے۔
ہیمنڈ نے اپنے پورے کیرئیر میں انسٹی ٹیوٹ کے اس پر پڑنے والے اثرات کو بیان کرتے ہوئے اپنا لیکچر بند کیا۔
"یہ ایک تبدیلی کا تجربہ رہا ہے،" انہوں نے کہا۔ "میں واقعی میں اس جگہ کو خاص سمجھتا ہوں کیونکہ یہ لوگوں کو اکٹھا کرتا ہے اور ہمیں وہ کام کرنے کے قابل بناتا ہے جو ہم اکیلے نہیں کر سکتے تھے۔ اور یہ وہی تعاون ہے جو ہمیں اپنے دوستوں، اپنے ساتھیوں اور اپنے طلباء سے ملتا ہے جو واقعی چیزوں کو ممکن بناتا ہے۔"
این ٹریفٹن کا لکھا ہوا۔
