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化学工学と癌免疫療法の出会い

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現在コッホ統合癌研究所で働いている化学工学科の大学院生であるSachinBhagchandaniは、国立癌研究所の博士研究員から博士研究員への移行(F99 / K00)賞を受賞しました。 Bhagchandaniは、MITでこの賞を受賞した最初の学生です。

フェローシップは、独立したがん研究者になる可能性と関心が高い優秀な大学院生に与えられます。 Bhagchandaniは、今年のフェローシップに選ばれた24人の候補者のXNUMX人です。 推薦は、教育機関ごとにXNUMX人の学生に制限されていました。 この賞はXNUMX年間の資金提供であり、Bhagchandaniが化学工学の博士号を取得し、癌に焦点を当てたメンター付きのポスドク研究職への移行を支援します。免疫学。

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Bhagchandaniの研究は、ルールキーのインド工科大学で化学工学を学んでいた学部時代から発展してきました。 彼はその経験を厳格であるが制約的であると説明しています。 MITにいる間、彼は探求する機会が増え、化学工学のトレーニングを人間の健康に役立てることができる非常に学際的なプロジェクトにつながりました。

Bhagchandaniが博士課程に到着する前に、多くの部品を所定の位置に配置する必要がありました。 修士論文を完成させている間、Bhagchandaniは、MIT研究所のRobertLanger教授とハーバード大学医学部のJeffreyKarp教授の助言を受けて、関節炎治療薬を持続的に送達するためのさまざまな生体材料を開発するプロジェクトに取り組んでいるときに、生物医学分野への関心を発見しました。 博士課程の候補者として、彼は化学の研究室であるジェレミア・ジョンソン教授に加わり、ドラッグデリバリー用に設計されたナノ材料に焦点を当てた高分子合成を学びました。 最後のピースは、バグチャンダニの免疫学への初期の進出で適切に配置されます—MITの生物学工学および材料科学および工学のアンダーウッドプレスコット教授であるダレルアーバインとステファニスプランジャー、ハワードS.(1953)およびリンダB.スターンキャリアMITの開発教授および生物学の助教授。

「免疫学に触れたとき、免疫系が私たちの日常生活にどれほど関連しているかを学びました。 私が取り組んでいた生物医学的課題は、免疫学によってカプセル化できることがわかりました」とBhagchandani氏は説明します。 「ドラッグデリバリーは私の道でしたが、免疫学は私の前進であり、人間の健康の改善に貢献できると思います。」

その結果、彼の関心は癌免疫療法に移りました—毒性を少なくすることによって、これらの治療をより多くの患者にとってより実行可能にすることを目指しています。 Bhagchandaniは、高リスク、高報酬/革新的な初期段階の研究にシード資金を提供するKoch Institute Frontier Research Programによって部分的にサポートされており、免疫系を活性化して戦う有望なクラスの薬剤であるイミダゾキノリンに焦点を当てています。癌ですが、静脈内投与すると重大な副作用を引き起こす可能性もあります。 クリニックでは、局所投与が特定の限局性癌におけるこれらの副作用を最小限に抑えることが示されていますが、全身に広がっている転移性癌には追加の課題が残っています。

原発性腫瘍と転移性腫瘍の両方を治療するために最小限の毒性でイミダゾキノリンを全身投与するために、Bhagchandaniはジョンソン研究所で開発されたブラシノキ型分子を適応させてイミダゾキノリンを不活性化し、腫瘍に安全に運びます。 Bhagchandaniは、血液中を循環している間、薬物をできるだけ放出せず、腫瘍内に入るとゆっくりと薬物を放出する分子を微調整します。 彼はまた、ブラシノキ分子のサイズと構造を最適化して、腫瘍組織に存在する目的の免疫細胞に蓄積するようにしています。

「多くの学生がより大きなチームの一部として学際的なプロジェクトに取り組んでいますが、Sachinは一人の乗組員であり、最先端の化学を使用して新しいポリマーを合成し、これらの材料を特性評価してから、癌の動物モデルでテストして評価することができます免疫系への影響」とアーバインは述べた。 「彼の知識は、高分子化学から癌モデリング、免疫学にまで及びます。」

重要な数字

MITに入学する前、Bhagchandaniは、前立腺癌で亡くなった祖父と、故郷のムンバイにある小児病院で癌の子供たちと過ごすことの両方を通じて、すでに癌と個人的なつながりを持っていました。 キャンパスに入ると、彼は生物医学の分野で働くことで、満たされていない医療ニーズに対応するために化学技術者としてのスキルを身に付けることができることを発見しました。 さらに、彼は仕事の学際的な性質が彼のキャリアを構築するためのさまざまな視点を提供することを発見しました。

彼の博士課程のプロジェクトは、高分子化学、薬物送達、および免疫学の結びつきにあり、MITのコッホ統合癌研究所のすべてのメンバーであるいくつかの研究所の協力が必要です。 ジョンソン研究室に加えて、バグチャンダニは免疫工学の専門知識についてアーバイン研究室と協力し、薬物送達の専門知識についてランガー研究室と協力し、癌免疫学の専門知識についてスプランジャー研究室と協力しています。

「私にとって、コッホ研究所で働くことは私の人生で最も形成的な経験のXNUMXつでした。なぜなら、私は従来の化学工学のトレーニングから、さまざまな視点を持つこれらすべてのさまざまな分野の専門家に接するようになったからです」とBhagchandani氏は述べています。 化学工学だけの観点から作業するとき、Bhagchandaniは、発生した問題の解決策を常に見つけることができるとは限らないと述べました。

「私は材料を作ってマウスモデルでテストしていましたが、なぜ実験がうまくいかなかったのか理解できませんでした」と彼は言います。 「しかし、免疫学、免疫工学、ドラッグデリバリーを理解している科学者とエンジニアを同じ部屋に集め、さまざまな角度から問題を検討することで、プロジェクトが実際に機能する「a-ha」の瞬間を得ることができます。」

「私のグループにサチンのような優秀な学際的な科学者がいることは素晴らしいことです」とジョンソンは言いました。 「彼は化学工学科の最初の学生で、博士課程の研究のために化学科の私のグループに加わりました。彼の能力は、私たちの仕事に新しい視点をもたらすことに大きな影響を与えました。 現在、Sachinが主導し、Darrell Irvine、Bob Langer、Stefani Spranger、およびKoch Instituteの他の多くの人々とのコラボレーションを通じて、これまで想像もできなかった方法で化学を翻訳することができます。」

ポスドクのトレーニングで、Bhagchandaniは免疫系の調節、特に異なる投薬計画が免疫療法に対する体の反応をどのように変えるかについて深く掘り下げることを計画しています。 最終的には、彼は自分の免疫学研究室を率いる教員としての仕事を続けたいと考えています。これは、癌治療における初期の免疫応答の理解と活用に焦点を当てています。

「私は、化学者、エンジニア、免疫学者が集まり、学際的な問題に取り組み、交流するためのラボ環境を再現できるようになりたいと思っています。 特に癌の場合、さまざまな面で問題に取り組む必要があります。」

Bhagchandaniは、生物医学分野での仕事を進めるだけでなく、将来の学生が自分の道を考え出すためのメンターとしての役割を果たすことを望んでいます。

「私を含め、MITの多くの人々は、博士号を通じて、信念を失い始めるという課題に直面しているように感じます。「私は適切な人物ですか、これで十分ですか?」 プロジェクトが期待通りに機能しなかった多くの困難な時期を乗り越えてきたので、これらの経験を若い研修生と共有して、研究のキャリアを追求する力を与えることが重要だと思います。 この賞を受賞したことで、私はこれらの課題を振り返り、忍耐強く、そして確かに、私はまだ正しい道を進んでいることを知ることができます。 これが自分の人生でやりたいことだと心から感じ、仕事に情熱を注いできたので、ここが自分の所属先です。」

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出典:https://news.mit.edu/2021/chemical-engineering-meets-cancer-immunotherapy-sachin-bhagchandani-0916

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