Ashutosh Kumar es un ingeniero de materiales con formación clásica. Habiendo crecido con una pasión por fabricar cosas, ha explorado el diseño del acero y estudiado las fracturas por tensión en aleaciones.
Sin embargo, a lo largo de su educación, Kumar también se sintió atraído por la biología y la medicina. Cuando lo aceptaron en un programa universitario de ingeniería metalúrgica y ciencia de materiales en el Instituto Indio de Tecnología (IIT) de Bombay, el nativo de Jamshedpur estaba muy emocionado y “un poco insatisfecho, ya que ya no podía estudiar biología”.
Kumar, ahora candidato a doctorado y miembro de MathWorks en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales del MIT, puede fusionar sus amplios intereses. Estudia el efecto de ciertas bacterias que se ha observado que fomentan la propagación del cáncer de ovario y posiblemente reducen la eficacia de la quimioterapia y la inmunoterapia.
«Algunos microbios tienen afinidad por infectar células de cáncer de ovario, lo que puede provocar cambios en la estructura celular y reprogramar las células para sobrevivir en condiciones estresantes», dice Kumar. “Esto significa que las células pueden migrar a diferentes sitios y pueden tener un mecanismo para desarrollar quimiorresistencia. Esto abre una vía para desarrollar terapias y ver si podemos empezar a deshacer algunos de estos cambios”.
La investigación de Kumar combina microbiología, bioingeniería, inteligencia artificial, big data y ciencia de materiales. Utilizando la secuenciación del microbioma y la IA, su objetivo es definir los cambios del microbioma que pueden correlacionarse con malos resultados en los pacientes. En última instancia, su objetivo es diseñar virus bacteriófagos para reprogramar bacterias para que funcionen terapéuticamente.
Kumar comenzó a avanzar poco a poco hacia el trabajo en ciencias de la salud apenas unos meses después de obtener su licenciatura en IIT Bombay.
«Me di cuenta de que la ingeniería es tan flexible que sus aplicaciones se extienden a cualquier campo», dice, y agrega que comenzó a trabajar con biomateriales «para respetar tanto mi carrera como mis intereses».
“Me gustó tanto que decidí hacer un posgrado”, añade.
Comenzar su programa de doctorado en el MIT, dice, «fue una oportunidad fantástica para cambiar de tema y trabajar en un trabajo más interdisciplinario o ‘tipo MIT'».
Kumar dice que él y Angela Belcher, profesora James Mason Crafts de ingeniería biológica y ciencia de materiales, comenzaron a discutir el impacto del microbioma en el cáncer de ovario cuando llegó por primera vez al MIT.
“Compartí mi entusiasmo por la salud humana y la biología y comenzamos a intercambiar ideas”, dice. “Nos dimos cuenta de que existe una necesidad insatisfecha de comprender muchos cánceres ginecológicos. El cáncer de ovario es un cáncer agresivo, que normalmente se diagnostica cuando es demasiado tarde y ya se ha extendido”.
En 2022, Kumar recibió una beca MathWorks. Las becas se otorgan a estudiantes graduados de la Escuela de Ingeniería, preferiblemente aquellos que utilizan MATLAB o Simulink, desarrollados por la empresa de software matemático MathWorks, en su investigación. El apoyo filantrópico impulsó la transición total de Kumar a la investigación en ciencias de la salud.
«El trabajo que estamos haciendo ahora inicialmente no fue financiado por fuentes tradicionales, y la beca MathWorks nos dio la flexibilidad para dedicarnos a este campo», dice Kumar. “Me brindó oportunidades para aprender nuevas habilidades y hacer preguntas sobre este tema. MathWorks me dio la oportunidad de explorar mis intereses y me ayudó a pasar de ser ingeniero siderúrgico a científico del cáncer”.
El trabajo de Kumar sobre la relación entre las bacterias y el cáncer de ovario comenzó estudiando qué bacterias se incorporan a los tumores en modelos de ratón.
«Comenzamos a observar de cerca los cambios en la estructura celular y cómo esos cambios afectan la progresión del cáncer», dice, y agrega que el procesamiento de imágenes de MATLAB lo ayuda a él y a sus colaboradores a rastrear la metástasis tumoral.
El equipo de investigación también utiliza secuenciación de ARN y algoritmos MATLAB para construir una taxonomía de las bacterias.
«Una vez que hayamos identificado la composición del microbioma», dice Kumar, «queremos ver cómo cambia el microbioma a medida que avanza el cáncer e identificar cambios en, digamos, pacientes que desarrollan quimiorresistencia».
Dice que los hallazgos recientes de que el cáncer de ovario puede originarse en las trompas de Falopio son prometedores porque la detección de biomarcadores o lesiones relacionados con el cáncer antes de que el cáncer se propague a los ovarios podría conducir a mejores pronósticos.
Mientras continúa con su investigación, Kumar dice que está extremadamente agradecido con Belcher “por creer en mí para trabajar en este proyecto.
“Ella confió en mí y en mi pasión por generar un impacto en la salud humana, a pesar de que tengo experiencia en ingeniería de materiales, y me apoyó en todo momento. Fue su pasión por asumir nuevos desafíos lo que hizo posible que trabajara en esta idea. Ella ha sido una mentora increíble y me motivó a seguir avanzando”.
Por su parte, Belcher está igualmente cautivada.
«Ha sido increíble trabajar con Ashutosh en este proyecto del microbioma del cáncer de ovario», dice. «Ha sido muy apasionado y dedicado a buscar enfoques menos convencionales para resolver esta enfermedad debilitante. Sus innovaciones en torno a la búsqueda de cambios muy tempranos en el microambiente de esta enfermedad podrían ser fundamentales para la interceptación y prevención del cáncer de ovario. Comenzamos este proyecto con muy pocos datos preliminares, por lo que su beca de MathWorks fue fundamental para el inicio del proyecto”.
Kumar, que ha sido muy activo en el gobierno estudiantil y en actividades de construcción de comunidades, cree que es muy importante que los estudiantes se sientan incluidos y como en casa en sus instituciones para que puedan desarrollarse de maneras fuera de lo académico. Dice que su propia implicación le ayuda a tomarse un tiempo libre en el trabajo.
“La ciencia nunca puede detenerse y siempre habrá algo que hacer”, dice, explicando que programa deliberadamente tiempo libre y que el compromiso social le ayuda a experimentar el tiempo de inactividad. «Involucrarse con miembros de la comunidad a través de eventos en el campus o en el dormitorio ayuda a establecer un límite mental con el trabajo».
En cuanto a su inusual camino desde la ciencia de los materiales hasta la investigación del cáncer, Kumar lo considera como algo que ocurrió de forma orgánica.
“He observado que la vida es muy dinámica”, dice. “Lo que pensamos que podríamos hacer versus lo que terminamos haciendo nunca es consistente. Hace cinco años, no tenía idea de que estaría en el MIT trabajando con mentores científicos tan excelentes a mi alrededor”.
