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加州理工校友研发智能胰岛素治疗糖尿病

加州理工学院校友AlborzMahdavi(2015届博士)正致力于在帕萨迪纳的心脏地带彻底改变1型糖尿病的治疗方式...
加州理工学院校友Alborz Mahdavi(2015届博士)正致力于在帕萨迪纳的心脏地带彻底改变1型糖尿病的治疗方式。

全球有近千万人深受1型糖尿病困扰,他们必须每日通过指尖采血、注射胰岛素或使用胰岛素泵来管理病情。在加州理工学院攻读生物工程博士学位期间,Alborz Mahdavi深信分子科学具有改变疾病治疗模式的潜力。他对糖尿病治疗中的科学挑战尤为着迷——如何通过模拟生物过程来实现血糖的自主调节。

“这是一个极其适合加州理工学院学子攻克的难题,因为它技术难度极高,大多数人甚至视其为‘不可能的任务’,”师从化学与化学工程系Ross McCollum-William H. Corcoran讲席教授David A. Tirrell的Mahdavi说道,“这不仅需要一个解决方案,更需要一个优雅的解决方案。在工业界,构建极度复杂的分子体系往往不具备实际可行性。”

在加州理工学院期间,Mahdavi了解到由非营利组织Breakthrough T1D设立的一项大奖,该奖项旨在征集分子层面的创新设计,以开发一种能感知血糖剧烈波动、并自动触发胰岛素释放的新型智能胰岛素。2013年,Mahdavi提交的方案成功获奖。随后,他在帕萨迪纳创立了Protomer Technologies,致力于将这一概念转化为切实的疗法。

该公司的核心目标是开发一类被称为“激动剂”的合成分子——这类化学物质能够与细胞受体结合并激活其生物反应。Protomer设计的药物独具特色:其分子结构中包含条件活性结合单元,相当于内置的“开/关”切换机制,使得药物仅在葡萄糖水平升高时才会与胰岛素受体结合。

然而,Mahdavi与团队面临着三大科学挑战:其一,必须设计出在体内能精准区分葡萄糖与其他糖类的合成分子;其二,需确保药物与葡萄糖的相互作用强度适中,避免因结合饱和而无法检测后续血糖峰值;最为关键的是第三点——防止过度激活:若患者大量摄入含糖饮料或冰淇淋,初始的血糖骤升可能导致药物释放过量胰岛素,引发严重低血糖,这是一种必须紧急医疗干预的危险状态。

创业初期,Mahdavi团队专注于建立新方法与技术平台,以大幅提升潜在治疗分子的筛选效率,并快速定位需要优化的分子靶点。他们开发的“肽传感器分子进化平台(MEPS)”正是关键工具之一。当某个分子候选失败时,MEPS能帮助团队迅速、系统地转向下一批候选分子。“在探索解决方案时,问题往往难以预测,”Mahdavi解释道,“我们不做任何先验假设,只承认自己尚未聪明到能预见所有问题。因此,我们选择快速试错——尽可能以最高效率尝试所有可能的失败路径,直至穷尽失败模式。”

Mahdavi将公司总部设在帕萨迪纳,他认为这一选择对Protomer的成功至关重要。其导师David A. Tirrell(现任加州理工学院副校长兼Carl and Shirley Larson副校级教授)在创业过程中给予了关键支持。早在Mahdavi创立Protomer的十年前,Tirrell已创立了自己的生物技术公司,并亲身经历了多发性硬化症潜在疗法的开发过程。他以科学联合创始人身份加入Protomer,不仅为合成受体开发提供专业见解,还协助对接潜在投资人。

“Alborz提出了一个极具前景的构想。如果他的工作能造福患者,我愿意全力支持,”Tirrell表示。他在就任学校教务长后离开了Protomer日常事务,但仍关注其发展,“加州理工学院始终致力于营造鼓励创新与创业的本地生态。Alborz等校友正是这种智力与创业氛围的创造者之一。”

Mahdavi还得到了Xencor公司创始人、总裁兼首席执行官Bassil Dahiyat(1998届博士)的指导。Dahiyat向他系统传授了药物开发项目从零搭建的经验。此外,Mahdavi定期与加州理工学院化学工程与医学工程Max Delbrück讲席教授、霍华德·休斯医学研究所研究员Mikhail Shapiro交流探讨。两人早在麻省理工学院担任研究助理时期就曾共享办公室,这段渊源使得合作更为默契。

“创业公司CEO的角色常常是孤独的,这一点外界未必充分理解,”Mahdavi感慨道,“在遇到困难时,拥有值得信赖的智囊团至关重要。加州理工学院社群特有的互助精神,为我们每个人的成功提供了坚实后盾。”

2021年,Protomer被全球医药巨头礼来公司收购,极大加速了其技术的临床转化进程。目前,Protomer研发的葡萄糖感应分子已进入临床试验阶段。作为礼来研究实验室的副总裁,Mahdavi正带领团队运用MEPS技术平台,向更多重大疾病领域拓展探索。与此同时,他也在加州理工学院担任创业导师,持续回馈培育他的学术共同体。“学院的师长和校友们给予我无条件的信任,”Mahdavi说,“这是最宝贵的支持。我也希望将这份力量传递给后来的开拓者。”