Talento

Engenharia química encontra imunoterapia contra câncer
Sachin Bhagchandani ganha o prêmio NCI Predoctoral to Postdoctoral Fellow Transition (F99 / K00).
Por Bendta Schroeder - 18/09/2021


Sachin Bhagchandani foi homenageado como um aluno de pós-graduação excepcional com alto potencial e interesse em se tornar um pesquisador independente do câncer. Créditos: Foto cortesia do Instituto Koch.

Sachin Bhagchandani, um estudante graduado do Departamento de Engenharia Química que atualmente trabalha no Instituto Koch para Pesquisa Integrativa do Câncer, ganhou o Prêmio de Transição de Bolsista de Pré-Doutorado para Pós-Doutorado do Instituto Nacional do Câncer (F99 / K00). Bhagchandani é o primeiro aluno do MIT a receber o prêmio.

A bolsa é concedida a estudantes de pós-graduação com alto potencial e interesse em se tornarem pesquisadores independentes do câncer. Bhagchandani é um dos 24 candidatos selecionados para a bolsa este ano. As indicações foram limitadas a um aluno por instituição. O prêmio oferece seis anos de financiamento, que apoiará Bhagchandani enquanto ele conclui seu doutorado em engenharia química e o ajudará na transição para uma posição de pós-doutorado com foco em câncer e mentor - um deles se baseia em seus amplos interesses e novas experiências em química sintética e imunologia.

Fazendo mudanças

A pesquisa de Bhagchandani evoluiu desde seus dias de graduação, estudando engenharia química no Instituto Indiano de Tecnologia, Roorkee. Ele descreve a experiência como rigorosa, mas restritiva. Enquanto estava no MIT, ele encontrou mais oportunidades para explorar, levando a projetos altamente interdisciplinares que lhe permitem colocar seu treinamento em engenharia química a serviço da saúde humana.

Antes de Bhagchandani chegar ao seu projeto de doutorado, muitas peças tiveram que se encaixar. Enquanto concluía sua tese de mestrado, Bhagchandani descobriu seu interesse no espaço biomédico enquanto trabalhava em um projeto orientado pelo professor do MIT Institute Robert Langer e pelo professor da Harvard Medical School Jeffrey Karp, desenvolvendo diferentes biomateriais para a entrega sustentada de medicamentos para o tratamento da artrite. Como candidato a PhD, ele se juntou ao laboratório de química Professor Jeremiah Johnson para aprender a síntese macromolecular com foco em nanomateriais projetados para entrega de drogas. A peça final se encaixaria nas primeiras investidas de Bhagchandani na imunologia - com Darrell Irvine, o professor Underwood-Prescott de Engenharia Biológica e Ciência e Engenharia de Materiais no MIT e Stefani Spranger, o Howard S. (1953) e Linda B.

“Quando fui exposto à imunologia, aprendi como o sistema imunológico é relevante para o nosso dia a dia. Descobri que os desafios biomédicos em que estava trabalhando poderiam ser encapsulados pela imunologia ”, explica Bhagchandani. “O fornecimento de medicamentos foi o meu caminho, mas a imunologia é o meu caminho a seguir, onde acho que serei capaz de dar uma contribuição para melhorar a saúde humana.”

Como resultado, seus interesses mudaram para a imunoterapia contra o câncer - com o objetivo de tornar esses tratamentos mais viáveis ​​para mais pacientes, tornando-os menos tóxicos. Apoiado, em parte, pelo Programa de Pesquisa de Fronteira do Instituto Koch, que fornece financiamento inicial para pesquisas em estágio inicial inovadoras e de alto risco, Bhagchandani está se concentrando nas imidazoquinolinas, uma classe promissora de drogas que ativa o sistema imunológico para lutar câncer, mas também pode desencadear efeitos colaterais significativos quando administrado por via intravenosa. Na clínica, a administração tópica demonstrou minimizar esses efeitos colaterais em certos cânceres localizados, mas desafios adicionais permanecem para os cânceres metastáticos que se espalharam por todo o corpo.

A fim de administrar imidazoquinolinas sistemicamente com toxicidade mínima para tratar tumores primários e metastáticos, Bhagchandani está adaptando uma molécula em forma de escova desenvolvida no laboratório de Johnson para inativar as imidazoquinolinas e levá-las com segurança aos tumores. Bhagchandani está fazendo o ajuste fino de moléculas de ligação que liberam o mínimo possível da droga enquanto circulam no sangue e, em seguida, liberam lentamente a droga uma vez dentro do tumor. Ele também está otimizando o tamanho e a arquitetura da molécula da escova para que se acumule nas células imunes desejadas presentes no tecido tumoral.

“Muitos alunos trabalham em projetos interdisciplinares como parte de uma equipe maior, mas Sachin é uma equipe de um homem, capaz de sintetizar novos polímeros usando química de ponta, caracterizar esses materiais e testá-los em modelos animais de câncer e avaliar seus efeitos sobre o sistema imunológico ”, disse Irvine. “Seu conhecimento abrange química de polímeros, modelagem de câncer e imunologia.”

Figuras significativas

Antes de se matricular no MIT, Bhagchandani já tinha uma conexão pessoal com o câncer, tanto por meio de seu avô, que faleceu de câncer de próstata, quanto por trabalhar em um hospital infantil em sua cidade natal, Mumbai, passando tempo com crianças com câncer. Uma vez no campus, ele descobriu que trabalhar no espaço biomédico permitiria que ele colocasse suas habilidades como engenheiro químico a serviço de atender às necessidades médicas não atendidas. Além disso, ele descobriu que a natureza interdisciplinar do trabalho ofereceu uma variedade de perspectivas sobre as quais construir sua carreira.

Seu projeto de doutorado está no nexo da química de polímeros, entrega de drogas e imunologia, e requer a colaboração de vários laboratórios, todos membros do Instituto Koch para Pesquisa Integrativa do Câncer do MIT. Além do laboratório Johnson, Bhagchandani está trabalhando com o laboratório Irvine por sua experiência em engenharia imunológica e o laboratório Langer por sua especialização em distribuição de medicamentos, e colaborando com o laboratório Spranger por sua experiência em imunologia do câncer.

“Para mim, trabalhar no Instituto Koch foi uma das experiências mais formativas da minha vida, porque passei do treinamento tradicional em engenharia química para ser exposto a especialistas em todos esses campos diferentes com muitas perspectivas diferentes”, disse Bhagchandani. Ao trabalhar apenas sob a perspectiva da engenharia química, Bhagchandani disse que nem sempre conseguia encontrar soluções para os problemas que surgiam.

“Eu estava fazendo os materiais e testando-os em modelos de mouse, mas não conseguia entender por que meus experimentos não funcionavam”, diz ele. “Mas tendo cientistas e engenheiros que entendem de imunologia, engenharia imunológica e administração de drogas juntos na mesma sala, olhando para o problema de ângulos diferentes, é quando você tem aquele momento 'a-ha', quando um projeto realmente funciona.”

“É maravilhoso ter cientistas brilhantes e interdisciplinares como Sachin em meu grupo”, disse Johnson. “Ele foi o primeiro aluno do departamento de Engenharia Química a se juntar ao meu grupo no Departamento de Química para os estudos de doutorado, e sua capacidade de trazer novas perspectivas para o nosso trabalho foi altamente impactante. Agora, liderados por Sachin e por meio de nossas colaborações com Darrell Irvine, Bob Langer, Stefani Spranger e muitos outros no Instituto Koch, somos capazes de traduzir nossa química de maneiras que não poderíamos ter imaginado antes. ”

Em seu treinamento de pós-doutorado, Bhagchandani planeja mergulhar mais fundo na regulação do sistema imunológico, particularmente como diferentes regimes de dosagem mudam a resposta do corpo às imunoterapias. Em última análise, ele espera continuar seu trabalho como membro do corpo docente, liderando seu próprio laboratório de imunologia - um que se concentra na compreensão e no aproveitamento de respostas imunológicas precoces em terapias contra o câncer.

“Eu adoraria chegar a um ponto em que pudesse recriar um ambiente de laboratório para que químicos, engenheiros e imunologistas se reunissem, interagissem e trabalhassem em problemas interdisciplinares. Especialmente para o câncer, você precisa atacar o problema em todas as frentes diferentes. ”

Além de avançar seu trabalho no espaço biomédico, Bhagchandani espera servir como um mentor para futuros alunos descobrirem seus próprios caminhos.

“Sinto que muitas pessoas no MIT, inclusive eu, enfrentam desafios ao longo do doutorado em que começam a perder a fé: 'Sou a pessoa certa, sou bom o suficiente para isso?' Tendo superado muitos momentos desafiadores em que o projeto não estava funcionando como esperávamos, acho que é importante compartilhar essas experiências com os jovens estagiários para capacitá-los a seguir carreiras em pesquisa. Ganhar este prêmio me ajuda a olhar para esses desafios, perseverar e saber, sim, ainda estou no caminho certo. Porque eu realmente senti que é isso que quero fazer da minha vida e sempre me senti realmente apaixonado por trabalhar, que é aqui que eu pertenço ”.

 

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