Ashutosh Kumar ist ein klassisch ausgebildeter Werkstoffingenieur. Da er mit einer Leidenschaft für die Herstellung von Dingen aufgewachsen ist, hat er sich mit Stahldesign beschäftigt und Spannungsbrüche in Legierungen untersucht.
Im Laufe seiner Ausbildung interessierte sich Kumar jedoch auch für Biologie und Medizin. Als er in ein Bachelor-Programm für Metallurgietechnik und Materialwissenschaften am Indian Institute of Expertise (IIT) in Bombay aufgenommen wurde, warfare der gebürtige Jamshedpurer sehr aufgeregt – und „ein wenig unzufrieden, da ich keine Biologie mehr machen konnte“.
Jetzt Doktorand und a MathWorks Fellow Im Division of Supplies Science and Engineering des MIT kann Kumar seine vielfältigen Interessen bündeln. Er untersucht die Wirkung bestimmter Bakterien, die beobachtet wurden, um die Ausbreitung von Eierstockkrebs zu fördern und möglicherweise die Wirksamkeit von Chemotherapie und Immuntherapie zu verringern.
„Einige Mikroben neigen dazu, Eierstockkrebszellen zu infizieren, was zu Veränderungen in der Zellstruktur und zur Umprogrammierung von Zellen führen kann, um unter Stressbedingungen zu überleben“, sagt Kumar. „Das bedeutet, dass Zellen an verschiedene Orte wandern können und möglicherweise über einen Mechanismus zur Entwicklung einer Chemoresistenz verfügen. Dies eröffnet die Möglichkeit, Therapien zu entwickeln, um zu sehen, ob wir beginnen können, einige dieser Veränderungen rückgängig zu machen.“
Kumars Forschung kombiniert Mikrobiologie, Bioingenieurwesen, künstliche Intelligenz, Large Knowledge und Materialwissenschaften. Mithilfe von Mikrobiomsequenzierung und KI möchte er Mikrobiomveränderungen definieren, die mit schlechten Patientenergebnissen korrelieren können. Letztendlich besteht sein Ziel darin, Bakteriophagenviren zu manipulieren, um Bakterien so umzuprogrammieren, dass sie therapeutisch wirken.
Nur wenige Monate nach seinem Bachelor-Abschluss am IIT Bombay begann Kumar, sich einer Arbeit in den Gesundheitswissenschaften zuzuwenden.
„Mir wurde klar, dass Ingenieurwissenschaften so flexibel sind, dass sie sich auf jeden Bereich anwenden lassen“, sagt er und fügt hinzu, dass er begonnen hat, mit Biomaterialien zu arbeiten, „um sowohl meinem Studiengang als auch meinen Interessen gerecht zu werden.“
„Es hat mir so intestine gefallen, dass ich mich für ein Graduiertenstudium entschieden habe“, fügt er hinzu.
Sein Doktorandenprogramm am MIT zu beginnen, sagt er, „warfare eine fantastische Gelegenheit, den Gang zu wechseln und an interdisziplinäreren oder MIT-ähnlichen Arbeiten zu arbeiten.“
Kumar sagt, dass er und Angela Belcher, die James Mason Crafts-Professorin für Bioingenieurwesen und Materialwissenschaften, begonnen haben, über die Auswirkungen des Mikrobioms auf Eierstockkrebs zu diskutieren, als er zum ersten Mal am MIT ankam.
„Ich teilte meine Begeisterung für die menschliche Gesundheit und Biologie und wir begannen mit dem Brainstorming“, sagt er. „Wir haben erkannt, dass es einen ungedeckten Bedarf gibt, viele gynäkologische Krebsarten zu verstehen. Eierstockkrebs ist ein aggressiver Krebs, der meist zu spät diagnostiziert wird und sich bereits ausgebreitet hat.“
Im Jahr 2022 erhielt Kumar ein MathWorks-Stipendium. Die Stipendien werden an Absolventen der Faculty of Engineering vergeben, vorzugsweise an solche, die in ihrer Forschung MATLAB oder Simulink verwenden, die von der mathematischen Computersoftwarefirma MathWorks entwickelt wurden. Die philanthropische Unterstützung förderte Kumars vollständigen Übergang in die gesundheitswissenschaftliche Forschung.
„Die Arbeit, die wir jetzt leisten, wurde ursprünglich nicht aus traditionellen Quellen finanziert, und das MathWorks Fellowship gab uns die Flexibilität, diesem Bereich nachzugehen“, sagt Kumar. „Es bot mir die Möglichkeit, neue Fähigkeiten zu erlernen und Fragen zu diesem Thema zu stellen. MathWorks gab mir die Möglichkeit, meine Interessen zu erkunden und half mir, vom Stahlingenieur zum Krebsforscher zu werden.“
Kumars Arbeit über den Zusammenhang zwischen Bakterien und Eierstockkrebs begann mit der Untersuchung, welche Bakterien in Mausmodellen in Tumore eingebaut werden.
„Wir begannen, Veränderungen in der Zellstruktur genau zu untersuchen und wie sich diese Veränderungen auf das Fortschreiten des Krebses auswirken“, sagt er und fügt hinzu, dass die MATLAB-Bildverarbeitung ihm und seinen Mitarbeitern dabei hilft, Tumormetastasen zu verfolgen.
Das Forschungsteam nutzt außerdem RNA-Sequenzierung und MATLAB-Algorithmen, um eine Taxonomie der Bakterien zu erstellen.
„Sobald wir die Zusammensetzung des Mikrobioms identifiziert haben“, sagt Kumar, „wollen wir sehen, wie sich das Mikrobiom mit fortschreitendem Krebs verändert, und Veränderungen beispielsweise bei Patienten identifizieren, die eine Chemoresistenz entwickeln.“
Er sagt, die jüngsten Erkenntnisse, dass Eierstockkrebs möglicherweise in den Eileitern entsteht, seien vielversprechend, da die Erkennung krebsbedingter Biomarker oder Läsionen vor der Ausbreitung des Krebses auf die Eierstöcke zu besseren Prognosen führen könnte.
Während er seine Forschung fortsetzt, sagt Kumar, er sei Belcher äußerst dankbar, „dass er an mich geglaubt hat, an diesem Projekt zu arbeiten.“
„Sie vertraute mir und meiner Leidenschaft, etwas für die menschliche Gesundheit zu bewirken – obwohl ich einen Hintergrund in der Werkstofftechnik habe – und unterstützte mich durchgehend. Es warfare ihre Leidenschaft, sich neuen Herausforderungen zu stellen, die es mir ermöglichte, an dieser Idee zu arbeiten. Sie warfare eine großartige Mentorin und hat mich motiviert, weiter voranzukommen.“
Belcher ihrerseits ist ebenso begeistert.
„Es warfare großartig, mit Ashutosh an diesem Mikrobiomprojekt für Eierstockkrebs zusammenzuarbeiten“, sagt sie. „Er warfare so leidenschaftlich und engagiert bei der Suche nach weniger konventionellen Ansätzen zur Lösung dieser schwächenden Krankheit.“ Seine Innovationen bei der Suche nach sehr frühen Veränderungen in der Mikroumgebung dieser Krankheit könnten entscheidend für die Erkennung und Prävention von Eierstockkrebs sein. Wir haben dieses Projekt mit sehr wenigen vorläufigen Daten begonnen, daher warfare sein MathWorks-Stipendium entscheidend für die Initiierung des Projekts.“
Kumar, der sich sehr aktiv in der Studentenverwaltung und beim Aufbau von Gemeinschaften engagiert, ist davon überzeugt, dass es für Studenten sehr wichtig ist, sich an ihren Institutionen einbezogen und zu Hause zu fühlen, damit sie sich außerhalb der akademischen Welt weiterentwickeln können. Er sagt, sein eigenes Engagement helfe ihm, eine Auszeit von der Arbeit zu nehmen.
„Die Wissenschaft kann nie aufhören, und es wird immer etwas zu tun geben“, sagt er und erklärt, dass er sich bewusst Auszeiten einräumt und dass soziales Engagement ihm hilft, Auszeiten zu erleben. „Der Kontakt zu Neighborhood-Mitgliedern durch Veranstaltungen auf dem Campus oder im Wohnheim hilft dabei, eine mentale Grenze zur Arbeit zu setzen.“
Kumar betrachtet seinen ungewöhnlichen Weg von der Materialwissenschaft zur Krebsforschung als etwas, das organisch geschah.
„Ich habe beobachtet, dass das Leben sehr dynamisch ist“, sagt er. „Was wir zu tun glauben und was wir am Ende tun, ist niemals konsistent. Vor fünf Jahren hätte ich nicht gedacht, dass ich am MIT mit so hervorragenden wissenschaftlichen Mentoren um mich herum zusammenarbeiten würde.“