De beurs wordt gegeven aan excellente afgestudeerde studenten met een hoog potentieel en interesse om onafhankelijke kankeronderzoekers te worden. Bhagchandani is een van de 24 kandidaten die dit jaar voor de fellowship zijn geselecteerd. Nominaties waren beperkt tot één student per instelling. De prijs biedt zes jaar financiering, die Bhagchandani zal ondersteunen bij het voltooien van zijn doctoraat in chemische technologie en hem zal helpen bij de overgang naar een op kanker gerichte postdoctorale onderzoekspositie als mentor. immunologie.

Verandering aanbrengen

Bhagchandani's onderzoek is geëvolueerd sinds zijn studententijd aan het studeren van chemische technologie aan het Indian Institute of Technology, Roorkee. Hij beschrijft de ervaring als streng, maar beperkend. Bij het MIT heeft hij meer mogelijkheden gevonden om te verkennen, wat heeft geleid tot zeer interdisciplinaire projecten die hem in staat stellen zijn opleiding in chemische technologie in dienst te stellen van de menselijke gezondheid.

Voordat Bhagchandani aan zijn doctoraatsproject kwam, moesten er veel stukjes op hun plaats vallen. Tijdens het afronden van zijn masterscriptie ontdekte Bhagchandani zijn interesse in de biomedische ruimte tijdens het werken aan een project geadviseerd door MIT Institute Professor Robert Langer en Harvard Medical School Professor Jeffrey Karp, die verschillende biomaterialen ontwikkelden voor de langdurige afgifte van medicijnen voor de behandeling van artritis. Als PhD-kandidaat trad hij toe tot het laboratorium van scheikunde Professor Jeremiah Johnson om macromoleculaire synthese te leren met een focus op nanomaterialen die zijn ontworpen voor medicijnafgifte. Het laatste stuk zou op zijn plaats vallen met Bhagchandani's vroege uitstapjes naar immunologie - met Darrell Irvine, de Underwood-Prescott Professor of Biological Engineering and Materials Science and Engineering aan het MIT en Stefani Spranger, de Howard S. (1953) en Linda B. Stern Career Ontwikkelingshoogleraar en universitair docent biologie aan het MIT.

“Toen ik werd blootgesteld aan immunologie, leerde ik hoe relevant het immuunsysteem is voor ons dagelijks leven. Ik ontdekte dat de biomedische uitdagingen waaraan ik werkte, konden worden ingekapseld door immunologie, "legt Bhagchandani uit. "Het toedienen van medicijnen was mijn weg naar binnen, maar immunologie is mijn pad voorwaarts, waar ik denk dat ik een bijdrage kan leveren aan het verbeteren van de menselijke gezondheid."

Als gevolg hiervan zijn zijn interesses verschoven naar immunotherapie van kanker - met als doel deze behandelingen voor meer patiënten levensvatbaarder te maken door ze minder toxisch te maken. Bhagchandani wordt gedeeltelijk ondersteund door het Koch Institute Frontier Research Program, dat startkapitaal verstrekt voor onderzoek in een vroeg stadium met een hoog risico, hoge beloning/innovatie, en richt zich op imidazoquinolines, een veelbelovende klasse geneesmiddelen die het immuunsysteem activeren om te vechten kanker, maar kan ook significante bijwerkingen veroorzaken bij intraveneuze toediening. In de kliniek is aangetoond dat plaatselijke toediening deze bijwerkingen bij bepaalde gelokaliseerde kankers minimaliseert, maar er blijven extra uitdagingen bestaan ​​voor uitgezaaide kankers die zich door het lichaam hebben verspreid.

Om imidazoquinolines systemisch toe te dienen met minimale toxiciteit om zowel primaire als gemetastaseerde tumoren te behandelen, past Bhagchandani een flesborstelvormig molecuul aan dat in het Johnson-lab is ontwikkeld om imidazoquinolines te inactiveren en veilig naar tumoren te transporteren. Bhagchandani verfijnt het koppelen van moleculen die zo min mogelijk van het medicijn afgeven terwijl ze in het bloed circuleren, en het medicijn vervolgens langzaam afgeven zodra het in de tumor is. Ook optimaliseert hij de grootte en architectuur van het bottlebrushmolecuul, zodat het zich ophoopt in de gewenste immuuncellen die in het tumorweefsel aanwezig zijn.

"Veel studenten werken aan interdisciplinaire projecten als onderdeel van een groter team, maar Sachin is een eenmansploeg die in staat is om nieuwe polymeren te synthetiseren met behulp van geavanceerde chemie, deze materialen te karakteriseren en ze vervolgens te testen in diermodellen van kanker en te evalueren hun effecten op het immuunsysteem,” zei Irvine. "Zijn kennis reikt van polymeerchemie tot kankermodellering tot immunologie."

Significante cijfers

Voordat hij zich inschreef bij MIT, had Bhagchandani al een persoonlijke connectie met kanker, zowel via zijn grootvader, die stierf aan prostaatkanker, als door te werken in een kinderziekenhuis in zijn geboortestad Mumbai, waar hij tijd doorbracht met kinderen met kanker. Eenmaal op de campus ontdekte hij dat het werken in de biomedische ruimte hem in staat zou stellen zijn vaardigheden als chemisch ingenieur in te zetten voor het aanpakken van onvervulde medische behoeften. Bovendien ontdekte hij dat het interdisciplinaire karakter van het werk verschillende perspectieven bood om zijn carrière op te bouwen.

Zijn doctoraatsproject bevindt zich op het snijvlak van polymeerchemie, medicijnafgifte en immunologie, en vereist de medewerking van verschillende laboratoria, allemaal leden van het Koch Institute for Integrative Cancer Research aan het MIT. Naast het Johnson-lab werkt Bhagchandani samen met het Irvine-lab vanwege zijn expertise op het gebied van immuuntechnologie en het Langer-lab vanwege zijn expertise op het gebied van medicijnafgifte, en werkt hij samen met het Spranger-lab vanwege zijn expertise op het gebied van kankerimmunologie.

"Voor mij is werken bij het Koch Institute een van de meest vormende ervaringen van mijn leven geweest, omdat ik van de traditionele opleiding tot scheikundige technologie ben overgestapt naar experts op al deze verschillende gebieden met veel verschillende perspectieven," zei Bhagchandani. Toen hij alleen vanuit het perspectief van chemische technologie werkte, zei Bhagchandani dat hij niet altijd oplossingen kon vinden voor problemen die zich voordeden.

"Ik maakte de materialen en testte ze in muismodellen, maar ik begreep niet waarom mijn experimenten niet werkten", zegt hij. "Maar door wetenschappers en ingenieurs die kennis hebben van immunologie, immuuntechniek en medicijntoediening samen in dezelfde kamer te hebben en het probleem vanuit verschillende hoeken te bekijken, krijg je dat 'a-ha'-moment, wanneer een project echt werkt."

"Het is geweldig om briljante, interdisciplinaire wetenschappers zoals Sachin in mijn groep te hebben", zei Johnson. “Hij was de eerste student van de afdeling Chemische Technologie die zich bij mijn groep bij de afdeling Scheikunde voegde voor hun promotieonderzoek, en zijn vermogen om nieuwe perspectieven op ons werk te brengen, heeft grote impact gehad. Nu, onder leiding van Sachin en door onze samenwerkingen met Darrell Irvine, Bob Langer, Stefani Spranger en vele anderen in het Koch Institute, zijn we in staat onze chemie te vertalen op manieren die we ons voorheen niet hadden kunnen voorstellen.”

In zijn postdoctorale opleiding wil Bhagchandani dieper ingaan op de regulatie van het immuunsysteem, met name hoe verschillende doseringsregimes de reactie van het lichaam op immuuntherapieën veranderen. Uiteindelijk hoopt hij zijn werk voort te zetten als faculteitslid dat zijn eigen immunologielab leidt - een laboratorium dat zich richt op het begrijpen en benutten van vroege immuunresponsen bij kankertherapieën.

"Ik zou graag een punt bereiken waarop ik een laboratoriumomgeving kan creëren waar chemici, ingenieurs en immunologen samen kunnen komen en interdisciplinaire problemen kunnen oplossen. Vooral bij kanker moet je het probleem op alle fronten aanpakken.”

Naast het bevorderen van zijn werk in de biomedische ruimte, hoopt Bhagchandani te dienen als mentor voor toekomstige studenten die hun eigen pad bepalen.

“Ik heb het gevoel dat veel mensen bij MIT, waaronder ikzelf, tijdens hun doctoraat voor uitdagingen komen te staan, waarbij ze het geloof beginnen te verliezen: 'Ben ik de juiste persoon, ben ik hier goed genoeg voor?' Na veel moeilijke tijden te hebben overwonnen waarin het project niet werkte zoals we hadden gehoopt, denk ik dat het belangrijk is om deze ervaringen te delen met jonge stagiairs om hen in staat te stellen een loopbaan in onderzoek na te streven. Het winnen van deze prijs helpt me terug te kijken op die uitdagingen, en door te zetten, en te weten, ja, ik ben nog steeds op de goede weg. Omdat ik echt voelde dat dit is wat ik met mijn leven wil doen en ik heb me altijd heel gepassioneerd gevoeld toen ik naar mijn werk kwam, dat dit is waar ik thuishoor.”