מיוחד: פריצות הדרך המדעיות החדשניות בארץ ובעולם

ריפוי מחלות והארכת תוחלת חיים

מחקר ישראלי / התמודדות עם מחלות אוטו-אימוניות

האדם תמיד היה האויב הגדול ביותר של עצמו, והיום זה נכון גם ברמה הרפואית. רוב המחלות הכרוניות הגדולות של המאה ה-21 - סוכרת, מחלת המעי קרוהן, דלקות מפרקים ואולי אפילו סרטן - כוללות רכיב של התקפת הגוף על-ידי המערכת החיסונית שלו עצמו.

בכתב העת Nature Medicine פורסם באחרונה מחקר בהובלת ד"ר אירית שגיא מהמחלקה לבקרה ביולוגית במכון ויצמן, במסגרתו הצליחו החוקרים לגייס את מערכת החיסון לתקוף ולנטרל את החלק שבה שיוצר את המחלות. בינתיים ההישג הוא רק בעכברים, אך מסתמן פוטנציאל לתרופה שתתמודד עם רבות מהמחלות של תקופתנו.

שגיא: "הצלחנו לחסן עכברים כך שלא יחלו במחלת קרוהן הדלקתית וגם לטפל בהם אחרי שחלו. נדהמתי מהרעש שהמאמר עשה, גם אצל החולים".

איך זה עובד? ידוע כי קבוצת אנזימים בשם MMP קשורה בתהליך התקיפה המוגזמת על ידי מערכת החיסון. "הם כנראה מראים למולקולות של דלקת את הדרך לעבור את רקמות החיבור", אומרת שגיא. גם גרורות סרטניות נוצרות אחרי שתאים עוברים את רקמות החיבור, בהנחיית תאי ה-MMP.

הקבוצה של שגיא הבינה שניתן לגרום למערכת החיסון עצמה לייצר נוגדנים כנגד האנזימים הללו, כפי שהיא מייצרת נגד פולשים מבחוץ. ייצור נוגדנים כנגד פולשים מבחוץ הוא כבר שיטה ידועה - זהו חיסון. ייצור נוגדנים נגד רקמות בגוף הוא עניין חדש יותר, בן 20-30 שנה, ותרופות כאלה משמשות היום לטיפול בסרטן.

הפיתוח החדש של המדענים במכון ויצמן נגד מחלות אוטו-אימוניות, עובד כמו חיסון רגיל: מזריקים צבר אבץ מלאכותי דומה לזה שמופיע על פני חלבון ה-MMP, ומערכת החיסון יוצרת נוגדנים כנגדו.

שגיא ומכון ויצמן מחפשים כעת שותפים למסחור התרופה. המוצר כבר קיבל בעבר תמיכה כספית לפיתוח מחברת נוברטיס, שהעניק לא אחר מאשר ג'רמי לוין, מנכ"ל טבע הטרי. "הוא היה הראשון שמצא אותנו", אומרת שגיא, "אני סומכת על החושים שלו".

מחקר בינלאומי / תרופה לאיידס שהיא גם חיסון

המונח "חיסון תרפויטי" חדש יחסית, והוא מתייחס לאפשרות להשתמש במערכת החיסון כדי להילחם במחלות קיימות. מחקר של פרופ' מירון כהן מאוניברסיטת צפון קרולינה, שפורסם בכתב העת נייצ'ר, מעיד על כיוון נוסף לתחום: חיסון הניתן לאנשים כשהם כבר חולים, ועל-ידי הפחתת עוצמת המחלה גם מגן על אנשים אחרים שבאים איתם במגע.

במחקר נמצא, כי טיפול מוקדם בתרופות ידועות לאיידס הפחית גם את שיעורי ההדבקה בין בני זוג שאחד מהם נשא, בכמעט 96%. כהן בוחן את הרעיון מאז הופיעו התרופות הראשונות לאיידס בשוק, בשנות ה-90', אך רק כעת התאסף מספיק מידע שהכריע שהטיפול הוא גם חיסוני.

האם יסכימו חולים ליטול תרופה רק כדי לא להדביק אחרים? במקרה זה התרופה עוזרת גם לחולה, ולכן אין צורך לסמוך על האלטרואיזם שלו.

ממשק אדם-מכונה

מחקר ישראלי / להקליד מייל מכוח המחשבה

סטודנטים באוניברסיטת בן גוריון פיתחו קסדה אשר מאפשרת שליטה בסיסית במחשב באמצעות המחשבה בלבד.

כיום ישנן שיטות שמאפשרות למשותקים בידיהם לתפעל מקלדות וירטואליות, למשל באמצעות מצמוצים, תנועות בגפיים אחרות או תזוזות עיניים, אך דרושה תזוזה של הגוף.

הקסדה היא מוצר של חברת Emotiv. היא דוגמת את גלי המוח של המשתמש, ומשמשת בעיקר בניסיונות לקריאת רגשות. התוכנה שפותחה באוניברסיטת בן גוריון מאפשרת להפעיל את המחשב באמצעות הקסדה באמצעות מחשבה בלבד. המפתחים הם סטודנטים לתואר ראשון בסך הכול, בתוכנית להנדסת תוכנה, בהנחיית פרופ' מארק לסט, פרופ' יובל אלוביץ', ד"ר רמי פוזיס וד"ר ליאור רוקח. על המוצר הוגש פטנט.

אפשר להקליד מייל תוך מספר דקות, ולתפעל כל אפליקציית מחשב מלבד משחקים המחייבים תגובה מהירה. עד כה לא פותחה אפליקציה יחידה המאפשרת לשלוט בכל תוכנות המחשב.

מחקר בינלאומי / חוש המישוש גם לקטועי ידיים

האם יום אחד יהיה ניתן לגעת באינטרנט? נראה כי חוש המישוש הוא האחרון אותו ניתן להעביר באופן וירטואלי. והנה, קבוצת חוקרים מאוניברסיטת דיוק בארה"ב פיתחה שתל מוחי, אשר יכול לאפשר - בינתיים רק לקופים - לחוש עצמים שאינם באמת בנמצא.

לאפליקציה זו יש יישומים מעניינים מעבר למה שקופץ לראש תחילה, למשל לאפשר לאנשים עם ידיים תותבות להשתמש בידיהם כדי לחוש את המתרחש בעולם.

עד היום מפתחי פרוטזות עסקו בעיקר בשאלה כיצד להפעילן, ולא כיצד ניתן לחוש באמצעותן, אך החישה תורמת גם לתנועה. היא עוזרת לכוון אותה בלי להביט ולחשוב על כך.

החוקרים השתילו אצל הקופים שבב שאסף מידע ממוח הקופים, ונעזר בו כדי להניע יד רובוטית שלא הייתה מחוברת לקוף. בנוסף, מידע מחיישנים על גבי היד הרובוטית שודר בחזרה לתוך המוח. המידע התחושתי שודר לנוירונים בתוך מוח הקוף, שקשורים גם ביומיום לקבלת מידע תחושתי מכף היד.

כתוצאה מכך, הקופים הצליחו לבחור באמצעות היד הרובוטית, מבלי להסתכל, חפצים עם מרקמים מסוימים.

התרומה העיקרית היא כאמור למשותקים, אך גם עבור בריאים - כמה נחמד יהיה אם נוכל להרגיש מישהו מחבק אותנו דרך האינטרנט?

גנטיקה וקביעת גורלנו ועתידנו

מחקר ישראלי / המתיל שמגן מפני סוכרת

"הגנטיקה במשבר בשנים האחרונות", אומר ד"ר אסף הלמן מהאוניברסיטה העברית. "אנחנו מחפשים בגנטיקה מקור של מחלות, אך גם כשיש מתאם בין המוני גנים של חולים ובריאים לבין נתונים על מחלתם, לא נמצאו גנים המסבירים מחלות נפוצות". בחיפוש אחר הבסיס הגנטי לנטייה ללחץ דם, סוכרת ומחלות לב, נמצאו כמה אתרים בגנום, אך הם מסבירים רק 10% מהנטייה לחלות במחלה, ולא ברור איזה גן הוא ה"אשם". לכן פיצוח הגנום עוד לא הוביל למניעה או ריפוי.

"במקביל הבשיל תחום חדש - האפיגנטיקה, שקובעת כיצד גנים יבואו לידי ביטוי", מסביר הלמן. כך למשל, אירועים שקורים לעובר ברחם אמו וחומרים המופרשים לרחם, יכולים לגרום לכך שגנים מסוימים יתבטאו בגופו של אדם מסוים, בעוד אצל אדם אחר - זהה לו גנטית לצורך הדוגמה - הם לא יתבטאו. "האפיגנטיקה פועלת על ידי כיבוי והדלקה של גנים מסוימים. היא במתאם עם מחלות, פי 100 מהגנטיקה".

אלא שאת ההשערה הסבירה כי האפיגנטיקה משפיעה על הסיכון לחלות במחלות, לא הייתה דרך להוכיח עד עכשיו. במעבדתו של הלמן עשו זאת השנה בפעם הראשונה, בתחום הסוכרת. "הסמן שמכריע האם גן מסוים יבוא לידי ביטוי או לא, נקרא מתיל. אנחנו הראינו כי כשיש לך מתיל על גן מסוים, אתה מוגן מסוכרת וכשאין לך, אתה חשוף יותר למחלה. זהו פתח אדיר למניעת המחלה ולריפוי, משום שלהבדיל מתרפיה גנטית, מתיליזציה היא משימה שנראית אפשרית בכלים שיש לנו היום.

"אנחנו מאמינים שדרך האפיגנטיקה נבין גם את המנגנון דרכו משפיעים הגורמים הסביבתיים - מדוע השמנה פוגעת, מדוע ספורט עוזר. מטרה אחרת היא אבחון מראש של סיכון למחלה".

מחקר בינלאומי / יצירת תא גזע עוברי מתא של אדם בוגר

לפני שלושה חודשים הודיעו חוקרים מעבדת ניו יורק לתאי גזע, כי הצליחו לשבט בני אדם. למעשה, ההגדרה הזו לא מאה אחוז מדויקת.

מה שהחוקרים הצליחו לעשות, הוא ליטול תא מאדם בוגר, ולשכנע אותו להפוך לתא גזע עוברי. תא המקור היה תא ביצית - אבל בלי זרע.

פוטנציאלית, תאי גזע עובריים אמורים להיות בעלי יכולת להתחלק ולהפוך לעוברים. החוקרים עצרו לפני שהעזו לעשות זאת. בדיקה של התא הראתה כי הוא לא זהה גנטית לתאים של האם, כך שגם מהבחינה הזו, זה לא בדיוק שיבוט.

למרות זאת, פיתוח יש השלכות רפואיות מרחיקות לכת כי הוא מאפשר ליצור תא גזע עוברים בתאימות גבוהה לתאים של מבוגר. לרקמה המתפתחת מתאי גזע כאלה ישנו פוטנציאל לספק כל איבר בגוף שבעולם, אם כי הטכנולוגיה המדויקת לכך, עדיין בחיתולים.

התנהגות / פסיכולוגיה

מחקר ישראלי / לדעת להתאושש מלחץ ומטראומה

השפעתו של לחץ נפשי נחקרת לא מעט, משום שהוא מהווה גורם במחלות רבות של העידן המודרני, כפי שמסביר ד"ר אלון חן ממכון ויצמן. "הלחץ גורם לעלייה באדרנלין, להתכווצות כלי הדם, לדופק מהיר, לשינויים באופן ניצול הסוכר בדם, לירידה זמנית בחשק המיני ולשינויים בתיאבון". מנגנון הלחץ בגוף נחקר לא מעט, אך מה שנחקר פחות הוא המנגנון שאמור להחזיר אותנו לשגרה אחרי אירועים מלחיצים.

ההשערה של חן וצוותו היא שאנשים שמגיבים באופן חזק יותר או ממושך יותר לטראומה נפשית, הם לאו דווקא אלה שתגובת הלחץ שלהם מוגזמת, אלא אלה עם מנגנון חזל"ש פחות אפקטיבי.

כדי לבדוק זאת הם ייצרו עכברים נטולי הגנים המפיקים שלושה חלבונים ממשפחה אחת: היורוקורטין 1, 2, ו-3. כל החלבונים הללו זוהו בעבר כמופרשים ביתר בעת הניסיונות של חיות ובני אדם לחזור לשגרה אחרי אירוע מלחיץ.

בעת לחץ, העכברים נטולי היורוקרוטין הגיבו בדיוק כמו אחיהם הנורמלים. אולם, כאשר הגיע הזמן להירגע, הם לא הראו סימני רגיעה. גם סריקה מוחית הראתה כי אצל העכברים המהונדסים, המוח נראה בדיוק אותו דבר כמו ברגע של שיא הלחץ.

ההשלכות לפיתוח תרופות הן מרתקות משום שהיורוקוטינים כולם עובדים בסופו של דבר על קולטן אחד במוח. אם ניתן לפתח תרופה מלאכותית שתפעיל את הקולטן הזה, היא תוכל להשפיע על מחלות רבות, לא רק כאלה שקשורות ישירות לחרדה וטראומה, אלא גם מחלות המושפעות מכך באופן עקיף.

מחקר בינלאומי / נמצא: חוש הצדק

המוח האנושי מעבד אחרת מצבים שבהם החליט אדם לדבוק בערכיו, לעומת מצבים שבהם החליט לבגוד בהם -כך עולה ממחקר טרי בהובלת גרגורי ברנס מאוניברסיטת אמורי בארה"ב, העוסק בממשק בין המוח לפוליטיקה.

הנבדקים, שהיו תחת בדיקת MRI, התבקשו להסכים או לא להסכים עם היגדים לגבי עצמם החל מ"אני שותה תה" ועד "אני תומך בהפלות". בסוף התהליך הוצע להם, תמורת כסף, לחתום על מסמך שאינם מאמינים בהיגדים שציינו. "נמצא כי לאנשים יש ערכים שהם קדושים, והם זוכים ל'טיפול' קוגניטיבי שונה". אומר ברנס. ערכים מקודשים גורמים לעוררות באזור של המוח הקשור ל"נכון מול לא נכון". ערכים שהם 'מקודשים למחצה', וניתן לשדל אדם לעבור עליהם, מעובדים באזור המוח האחראי על חישוב עלות מול תועלת.

במקרים שבהם אנשים סhרבו לקחת את הכסף ובחרו לדבוק בערך המקודש, הייתה גם עוררות באזורים רגשיים - ברנס מדבר על "זעם קדוש" המופעל כשמאיימים על ערכיך.

החוקרים גילו מתאם, כצפוי, בין רמת הדתיות לפעילות של אזורי ה"נכון מול לא נכון". באופן פחות צפוי, אזורים אלה היו פעילים במיוחד גם בקרב אנשים שמשתייכים לארגונים למען איכות הסביבה, אוהדים של קבוצת ספורט או מעריצים של הרכב מוזיקלי.

"מדיניות ציבורית מבוססת לעיתים קרובות על תמריצים, אך חשוב להפריד בין התנהגויות שניתן לתמרץ לבין אחרות שפשוט אינן מגיבות למנגנון הזה", אומר ברנס.