הריפוי מתחיל בתוכנו – בריאות

פרופסורים מאוניברסיטת בר־אילן מפתחים "מחשב" שמוחדר לגוף, אוסף נתונים ואף מפריש תרופות • התקווה הגדולה: הפיתוח יוביל לפריצת דרך בריפוי מחלת הסרטן

בסרט המדע הבדיוני "יום במלכודת", שרבים מאיתנו זוכרים מ־1987, ממוזערים טייס והצוללת שלו לגודל מיקרוסקופי ומוזרקים לתוך גופו של גבר מבוהל וחרדתי. במהלך ניסיונו לצאת מהגוף של הגבר הפחדן ולחזור לגודלו המקורי עובר הטייס שלל הרפתקאות, ואנו כצופים זוכים לצפות במבט על גופנו מזווית לא שגרתית. 30 שנה אחרי אותו סרט, כשהקדמה של אז היא המציאות של היום, זה כבר לא לגמרי נשמע כמו מדע בדיוני.
פרופ' דרור פיקסלר, ראש המכון לננו־טכנולוגיה באוניברסיטת בר־אילן, מפתח מחשב תוך־גופי, במסגרת תחום בביו־רפואה הנקרא "רפואה מותאמת אישית" (Personalized Medicine).
לא מדובר במחשב כמו זה שנמצא אצלנו בחדר העבודה אלא במכשיר בעל יכולת לסנתז חומרים ננו־רפואיים שאינם פולשניים או מסוכנים, הנכנסים לתוך הגוף ויכולים לדווח החוצה על מה שמתרחש בפנים, או בעלי יכולת להיות "סוכנים סמויים" ולעזור לבצע ריפוי או הפרשה של תרופה אם יש צורך בדבר, מתוך הגוף.

"הפיתוח שאנחנו בונים הוא ממש כמו מחשב שנכנס לגוף, ואבני הבניין שלו הן שערים לוגיים של AND ,OR ,NOT וכו'", מסביר פיקסלר. למעשה, הפיתוח הוא הכנסה של חלקיק שעליו מוצמד חומר פלורוסנטי הפולט אור החוצה. עוצמת האור ואורך חייו של החלקיק משתנים כתגובה לשינוי פנים־גופי המורכב משערים לוגיים. "אם מתרחש בגוף תנאי א' יחד עם תנאי ב', אז אנחנו נבצע את פעולה ג'", הוא מסביר. אותה פעולה תתבצע בתוף הגוף כתוצאה מהמסקנות שהתקבלו באמצעות החלקיק המיקרוסקופי, לדוגמה הפרשה של חומר מסוים.
כדי להבהיר למה מכשור כזה עוזר, ניקח לדוגמה ילד ששבר יד או רגל וסובל מכאבים. מקובל שלאחר שישה עד שמונה שבועות יסירו הרופאים את הגבס, אבל מי קבע שאצל כולם צריך להמתין פרק זמן כזה? מקור ההחלטה בסטטיסטיקה רפואית, אבל אי אפשר להתעלם מהעובדה שקצב ההחלמה הוא שונה מאדם לאדם. דיווח מתוך הגוף – באמצעות אותו מחשב זעיר שמפתח פרופ' פיקסלר – על כך שהעצם התאחתה, יכול להוביל לכך שהגבס יוסר ללא חשש זמן רב לפני מה שמקובל על פי הסטטיסטיקה.

לצידו של פרופ' פיקסלר עובדת פרופ' רחלה פופובצר, ראש המסלול להנדסה ביו־רפואית בפקולטה להנדסה בבר־אילן. השניים עובדים יחדיו כשבע שנים והמומחיות של פרופ' פיקסלר היא בתחום הננו־פוטוניקה. המומחיות של פרופ' פופובצר היא בתחום הביו־הנדסה, והיא משתמשת במחשב הלוגי שפיתח פיקסלר, משתילה אותו בתאים ומפעילה בהתאם פקודות או הוראות, למשל שחרור של תרופות. "אנחנו מממשים מחשב בתוך הגוף והוא כולל כלים אופטיים שמספקים לנו תשובה על המתרחש בפנים הגוף. מדובר במהפכה של ממש", אומר פרופ' פיקסלר.

נשמע שהשימוש המתבקש הוא לטיפול בסרטן.
"לא רק", משיב פרופ' פיקסלר, "גם בטרשת עורקים, שם עשינו תהליך של ריפוי מוחלט, אם כי בשלב זה הניסוי נעשה בחולדות ולא בבני אדם. יש לנו גם טיפול בבעיות גב".

שדרוג בזיהוי ובמסקנות
ככל שמתעמקים בפיתוח שעליו עובדים שני הפרופסורים – שאותו הם מכנים Teranostica (שילוב של Therapy ו־Diagnostic) – מתבקש לדבר בכל זאת על טיפול אפשרי בסרטן. "בסרטן יודעים שלכל טיפול יש שיעור הצלחה מסוים", מסבירה פרופ' פופובצר, "אם אצל 70 אחוזים מהמטופלים הטיפול לא יצליח – אז למה בכלל לעבוד עם פרוטוקול ישן שעובד עם כימו לפי מנות וכללי אצבע? הרי פנים הגוף של כל אדם הוא עולם אחר, ואין סיבה שהטיפול יהיה זהה אצל כולם. כמו כן, מדובר בטיפול אגרסיבי, יקר, לא נעים. מעבר לכך יש את עניין משך ההמתנה הארוכה – חודשיים או שלושה – עד שמקבלים תוצאות ורואים אם הטיפול מגיב, ובזמן הזה לא מטפלים בחולה".
לדבריה, בטיפולי כימותרפיה פחות מאחוז מהחומר המוזרק לגוף באמת מגיע לגידול: "בניגוד לתרופות ביולוגיות שנקשרות לסמנים בתוך התא הסרטני ויכולות להפסיק חלוקה של התא, טיפול כימותרפי הוא ממש רעל לכל הגוף. מטרת המחקר שלנו היא לנסות לגלות פרמטרים מסוימים אצל מטופל ולהתאים לו טיפול אישי בהסתמך על תוצאות אותם פרמטרים".

ומהם אותם פרמטרים?
"יש כאלו הניתנים לבדיקה במעבדה, כמו בדיקות דם ושתן, ביופסיות, מבנה הגנום של המטופל. כל אלה ניתנים לזיהוי במעבדה, אבל יש דברים שאפשר לזהות רק בתוך הגוף, לדוגמה פעילות שונה של חומרים שונים. אצל אדם X הם יהיו פעילים יותר ואצל Y פעילים פחות. לדוגמה, אנזימים: את הפעילות שלהם אפשר למדוד רק בתוך הגוף. הננו־חלקיקים, סוג של רובוט, במחקר שלנו רגישים לריאקציות ביולוגיות ופה מתחיל התחכום. אנחנו יכולים לבדוק ריאקציה, אחת לבד או עם השנייה וגם השלישית".
פרופ' פיקסלר מוסיף: "הפיתוח שלנו – בניית מחשב בתוך הגוף שמכיל שערים לוגיים – הוא באמת מהפכה, ולמיטב ידיעתנו, זו המצאה שלנו".

אם כימותרפיה היא רעל, מדוע זה עדיין הטיפול המוביל בסרטן?
"זה עדיין הטיפול הכי יעיל שיש, מבחינה סטטיסטית", משיב פרופ' פיקסלר, ופרופ' פופובצר מוסיפה זווית משלה: "הננו־מחשב לא חייב לשמש כלי טיפולי. למה ללכת רק לרעיון של זיהוי ומסקנות מסובכות? נאמר שיש מחלה מסוימת – בודקים גם דם, גם שתן וגם ריאות, מפעילים שערים לוגיים ומקבלים מסקנה שיש לך חיידק, ואז אפשר לטפל בהתאם. בדומה למחלה רגילה, גם גידולים סרטניים קשה לזהות לפי סמן אחד בלבד, והשימוש בסוג של מחשב שיידע לזהות או לשלול כמה סמנים בו בזמן, יעזור לזיהוי וגם לקבלת טיפול מותאם אישית, מכיוון שסרטן לא משפיע או בא לידי ביטוי בצורה זהה אצל כל החולים".

איך מתאפיינת המהפכה שלכם, ומה היתרון של שימוש בננו־חלקיקים?
פרופ' פופובצר: "ננו־חלקיקים גדולים יותר מהמולקולות בגוף, וכשמזריקים אותם לגוף הם נמצאים בזרם הדם ויכולים להגיע רק לאיברים שהדם זורם דרכם. החיסרון הוא שאותם חלקיקים לא יכולים להגיע לכל האיברים בגוף. היתרון בא לידי ביטוי במחלות כמו סרטן – התאים גדלים מהר, חסר להם מזון ונוצרים כלי דם חדשים בסביבת הגידול, והם יוצרים חור לא טבעי. כך הננו־חלקיקים מובלים פסיבית לאזור הגידול ואפשר להוביל תרופה ישירות לשם".
כששואלים את פיקסלר איך הגיע לתחום של רפואה מותאמת אישית, הוא מספר שכאיש אלקטרו־אופטיקה הזדמן לו לעבוד עם גורמים שונים כמו צבא, חברות קוסמטיקה ורופאים. "אני לא רופא, אבל זה היופי בשיתופי פעולה. אני ורחלה, שהיא שם עולמי בתחום של 'מעקב אחר תאים', עושים דברים מקבילים וזה נותן לנו עושר מאוד גדול. יש לנו עד היום תשעה פרסומים יחד". פרופ' פופובצר מצטנעת: "אל תכתוב כאלה סופרלטיבים".
שני החוקרים הצנועים הללו מדגישים שאינם לבד במלאכת המחקר. שותפיהם לעשייה הם שני דוקטורנטים: ערן ברנוי שעלה ממרילנד, ארה"ב, "ובחר בנו לאחר חיפושים מרובים", ומריאנה בידרמן, דוקטורנטית בתחילת דרכה.

איפה הרפואה המותאמת אישית קיימת כיום?
פרופ' פיקסלר: "דוגמה טובה באמת תהיה החלמה של שבר, כשיהיה אפשר לחזות מראש מתי צריך להוריד את הגבס".
פרופ' פופובצר: "בסרטן גם יש התחלה של רפואה אישית. מבצעים בדיקה של מארקרים ספציפיים לאדם חולה, ואז מתאימים לו תרופה ביולוגית".
הפיתוח של השניים אינו טיפולי בשלב זה, אבל לדבריהם הוא עתיד להיות. "הרעיון של שימוש בשערים לוגיים לצד רגישות למצב פיזיולוגי של אדם ברגע נתון, הוא תחום שהולך להיות חם מאוד בעולם", מסביר פרופ' פיקסלר. כלים כאלה יכולים לספק את התשובות על מה שמתרחש בתוך הגוף, וכאן טמון העתיד.

אודות admin