1980-yillar boshida Paula Hammond MIT kampusiga birinchi kurs talabasi sifatida kelganida, u tegishli ekanligiga ishonchi komil emas edi. Darhaqiqat, u MIT auditoriyasiga aytganida, u o'zini "to'xtatuvchi" kabi his qildi.
MIT instituti professori Paula Hammond, dunyoga mashhur kimyo muhandisi, akademik faoliyatining katta qismini MITda o‘tkazgan, 2023-24 Jeyms R. Killian Jr. Fakultet yutuqlari mukofoti ma’ruzasini o‘qidi. Tasvir krediti: Jeyk Belcher
Biroq, bu tuyg'u uzoqqa cho'zilmadi, chunki Hammond o'z kursdoshlari va MIT professor-o'qituvchilari orasida qo'llab-quvvatlana boshladi. "Jamiyat men uchun juda muhim edi, o'zimga tegishli ekanligimni his qilish, bu erda o'z o'rnim borligini his qilish va meni quchoqlab, qo'llab-quvvatlashga tayyor odamlarni topdim", dedi u.
O‘zining akademik faoliyatining katta qismini MITda o‘tkazgan, dunyoga mashhur kimyo muhandisi Hammond 2023-24 yilgi Jeyms R. Killian Jr. Fakultet yutuqlari mukofoti ma’ruzasida o‘z fikrlarini bildirdi.
1971-yilda MITning 10-prezidenti Jeyms Killianni sharaflash uchun ta’sis etilgan Killian mukofoti MIT o‘qituvchisining ajoyib professional yutuqlarini e’tirof etadi. Mukofot iqtibosiga ko'ra, Hammond bu yilgi mukofotga "nafaqat ulkan professional yutuqlari va hissalari uchun, balki uning samimiy iliqligi va insoniyligi, o'ychanligi va samarali etakchiligi, hamdardligi va axloqi uchun" tanlangan.
“Professor Hammond nanotexnologiya tadqiqotlarida kashshof hisoblanadi. Fundamental fandan tortib tibbiyot va energetika sohasidagi translatsion tadqiqotlargacha boʻlgan dastur yordamida u saraton kasalligini davolash va noinvaziv tasvirlash uchun dori vositalarini yetkazib berishning murakkab tizimlarini loyihalash va ishlab chiqishda yangi yondashuvlarni joriy qildi”, dedi MIT fakulteti rahbari va professor Meri Fuller. mukofotini topshirgan adabiyotshunos. "Uning hamkasblari sifatida biz bugun uning karerasini nishonlashdan xursandmiz."
Yanvar oyida Hammond MITning fakultet bo'yicha o'rinbosari bo'lib ishlay boshladi. Undan oldin u sakkiz yil kimyo muhandisligi kafedrasini boshqargan va 2021 yilda institut professori unvoniga sazovor bo'lgan.
Ko'p qirrali texnika
Detroytda ulg'aygan Hammond ota-onasiga ilm-fanga mehr uyg'otganini aytadi. Uning otasi o'sha paytda biokimyo fanlari bo'yicha juda kam sonli qora tanli fan doktorlaridan biri edi, onasi esa Xovard universitetida hamshiralik ishi bo'yicha magistrlik darajasini olgan va Ueyn okrugi kollejida hamshiralik maktabiga asos solgan. "Bu Detroyt hududidagi ayollar, shu jumladan rangli ayollar uchun katta imkoniyatlarni taqdim etdi", dedi Hammond.
1984 yilda MITda bakalavr darajasini olgandan so'ng, Hammond institutga aspirant sifatida qaytishdan oldin muhandis bo'lib ishladi va 1993 yilda doktorlik dissertatsiyasini qo'lga kiritdi. Garvard universitetida ikki yillik postdokturadan so'ng u 1995 yilda MIT fakultetiga kirish uchun qaytib keldi. .
Hammond tadqiqotining markazida nanozarrachalarni mohiyatan “qisqartiradigan” yupqa plyonkalar yaratish uchun u ishlab chiqqan texnika yotadi. Ushbu plyonkalarning kimyoviy tarkibini sozlash orqali zarrachalarni dori-darmonlar yoki nuklein kislotalarni etkazib berish va tanadagi muayyan hujayralarni, shu jumladan saraton hujayralarini nishonga olish uchun sozlash mumkin.
Ushbu plyonkalarni yaratish uchun Hammond musbat zaryadlangan polimerlarni manfiy zaryadlangan sirtga qatlamlashdan boshlaydi. Keyinchalik, musbat va manfiy zaryadlangan polimerlarni almashtirib, ko'proq qatlamlar qo'shilishi mumkin. Ushbu qatlamlarning har birida DNK yoki RNK kabi dorilar yoki boshqa foydali molekulalar bo'lishi mumkin. Ushbu filmlarning ba'zilari yuzlab qatlamlarni o'z ichiga oladi, boshqalari faqat bitta, bu ularni keng ko'lamli ilovalar uchun foydali qiladi.
“Qatlamma-qatlam jarayonining yaxshi tomoni shundaki, men biologik mos keluvchi, parchalanadigan polimerlar guruhini tanlay olaman va ularni dori vositalarimiz bilan almashtira olaman. Bu shuni anglatadiki, men filmning turli nuqtalarida turli dorilarni o'z ichiga olgan yupqa plyonka qatlamlarini qurishim mumkin, - dedi Hammond. “Keyin, film yomonlashganda, u dorilarni teskari tartibda chiqarishi mumkin. Bu bizga oddiy suvga asoslangan texnikadan foydalangan holda murakkab, ko‘p dorili filmlar yaratish imkonini bermoqda”.
Hammond suyak o'sishini rag'batlantirish uchun ushbu qatlam-qatlam plyonkalardan qanday foydalanish mumkinligini tasvirlab berdi, bu ilovada tug'ma suyak nuqsonlari bilan tug'ilgan yoki travmatik jarohatlarga duchor bo'lgan odamlarga yordam berishi mumkin.
Buning uchun uning laboratoriyasi ikkita oqsilli qatlamli plyonkalarni yaratdi. Ulardan biri, BMP-2, kattalar ildiz hujayralari bilan o'zaro ta'sir qiladigan va ularni suyak hujayralariga ajralib, yangi suyak hosil qiladigan oqsildir. Ikkinchisi - VEGF deb ataladigan o'sish omili bo'lib, u suyakning yangilanishiga yordam beradigan yangi qon tomirlarining o'sishini rag'batlantiradi. Ushbu qatlamlar jarohatlar joyiga implantatsiya qilinishi mumkin bo'lgan juda nozik to'qima iskala uchun qo'llaniladi.
Hammond va uning shogirdlari qoplamani shunday yaratdilarki, u implantatsiya qilinganidan keyin VEGFni erta, bir hafta yoki undan ko'proq vaqt davomida chiqaradi va BMP-2 ni 40 kungacha chiqarishni davom ettiradi. Sichqonlar ustida o'tkazilgan tadqiqotda ular bu to'qimalarning o'sishini rag'batlantirganini aniqladilar yangi suyak Bu tabiiy suyakdan deyarli farq qilmaydi.
Saratonni nishonga olish
MITning Koch Integral Saraton Tadqiqot Instituti a'zosi sifatida Hammond, shuningdek, PLGA deb ataladigan polimerdan tayyorlangan lipozomalar yoki nanozarrachalar kabi saraton dori vositalarini etkazib berish uchun ishlatiladigan nanozarrachalarning ish faoliyatini yaxshilashi mumkin bo'lgan qatlam-qatlam qoplamalarni ishlab chiqdi.
“Bizda dori tashuvchilarning keng assortimenti bor, ularni shu tarzda o'rashimiz mumkin. Men ularni gobstopper kabi o'ylayman, u erda turli xil shakar qatlamlari mavjud va ular bir vaqtning o'zida eritiladi ", dedi Hammond.
Ushbu yondashuvdan foydalanib, Hammond saraton hujayralariga bir-ikki zarba beradigan zarralarni yaratdi. Birinchidan, zarralar saraton genini o'chirib qo'yadigan qisqa interferent RNK (siRNK) yoki o'simta bostiruvchi genlarni faollashtirishi mumkin bo'lgan mikroRNK kabi nuklein kislota dozasini chiqaradi. Keyinchalik, zarralar sisplatin kabi kimyoterapiya preparatini chiqaradi, bunda hujayralar endi zaifroq bo'ladi.
Zarrachalar, shuningdek, manfiy zaryadlangan tashqi "yashirin qatlam" ni ham o'z ichiga oladi, bu ularni maqsadlariga erishishdan oldin qon oqimida parchalanishdan himoya qiladi. Ushbu tashqi qatlam, shuningdek, o'simta hujayralarida ko'p bo'lgan oqsillarni bog'laydigan molekulalarni o'z ichiga olgan holda, zarrachalarning saraton hujayralari tomonidan qabul qilinishiga yordam berish uchun o'zgartirilishi mumkin.
So'nggi ishda Hammond tuxumdonlar saratoniga qarshi kurashadigan va kimyoterapiyadan keyin kasallikning qaytalanishini oldini olishga yordam beradigan nanozarrachalarni ishlab chiqishni boshladi. Tuxumdon saratoni bilan og'rigan bemorlarning taxminan 70 foizida davolashning birinchi bosqichi yuqori samaradorlikka ega, ammo bu holatlarning taxminan 85 foizida o'smalar qaytalanadi va bu yangi o'smalar odatda yuqori darajada dori-darmonlarga chidamli bo'ladi.
Dori yetkazib beruvchi nanozarrachalarga qo‘llaniladigan qoplama turini o‘zgartirib, Hammond zarrachalar o‘simta hujayralari ichiga kirishi yoki ularning yuzasiga yopishib olishi uchun mo‘ljallangan bo‘lishi mumkinligini aniqladi. Hujayralarga yopishib qoladigan zarrachalardan foydalanib, u bemorning har qanday takroriy o'simta hujayralariga qarshi immunitetini tezda boshlashga yordam beradigan davolanishni ishlab chiqdi.
"Tuxumdon saratoni bilan bu bo'shliqda juda kam immunitet hujayralari mavjud va ularda ko'p immunitet hujayralari mavjud emasligi sababli, immunitetni qayta tiklash juda qiyin", dedi u. "Ammo, agar biz qo'shni hujayralarga, mavjud bo'lgan oz sonli hujayralarga molekulani etkazib bera olsak va ularni faollashtirsak, biz nimadir qilishimiz mumkin."
Shu maqsadda u IL-12 sitokinini etkazib beradigan nanozarrachalarni yaratdi, bu sitokin yaqin atrofdagi T hujayralarini harakatga keltirishi va o'simta hujayralariga hujum qilishni boshlaydi. Sichqonlarni o'rganishda u bu davolash tuxumdon saratoni qaytalanishining oldini olgan uzoq muddatli xotira T-hujayra javobini keltirib chiqarishini aniqladi.
Hammond o'z ma'ruzasini institut faoliyati davomida unga qanday ta'sir qilganini tasvirlab berdi.
"Bu o'zgaruvchan tajriba bo'ldi", dedi u. “Men haqiqatan ham bu joyni o'zgacha deb bilaman, chunki u odamlarni birlashtiradi va yolg'iz o'zimiz qila olmaydigan narsalarni birgalikda qilishimizga imkon beradi. Do‘stlarimiz, hamkasblarimiz va talabalarimiz tomonidan qo‘llab-quvvatlanayotgani esa, haqiqatan ham hamma narsani amalga oshirishga imkon beradi”.
Anne Trafton tomonidan yozilgan
