ישנו את העולם: המחקרים המדעיים שעשו רעש בשנה החולפת

פריון 1: היריון משחלה קפואה

הקפאת ביציות היא כבר פרוצדורה מסחרית, אולם השנה התקיימה לראשונה הפריה על בסיס רקמת שחלה שהוקפאה ולא על בסיס ביציות בשלות. התהליך הזה עשוי להיות בשורה למטופלות שעברו בגיל הילדות או הנערות כימותרפיה או טיפולים אחרים שפגעו בפוריות והותירו אותן ללא ביציות.

התהליך הניסיוני החל כבר לפני כ-14 שנה, בנערה שהייתה אז בת 13 וחולה באנמיה חרמשית. מצבה הלך והחמיר, והוחלט לטפל בה על ידי השתלת מח עצם, אך תהליך זה מחייב כימותרפיה להשמדת המערכת החיסונית הקיימת והיה צפוי להותירה עקרה. ברגע שהחלו ניצנים לתהליך התבגרות, אך היא עדיין לא קיבלה מחזור והביציות שלה עדיין לא היו בשלות, הוסרה אחת משחלותיה והוקפאה בכמה חתיכות. כצפוי, השחלה שנותרה בגופה של הנערה חדלה לתפקד בעקבות טיפולי הכימותרפיה והיא הפכה תלויה בטיפול הורמונלי חליפי כדי שלא תגיע למנופאוזה מוקדמת, כבר בגיל העשרה.

כעבור עשור החלה אותה אישה בתהליך של הבאת ילד. הרופאים נטלו 15 חתיכות מן השחלה שהוסרה וחיברו חלק מהן בניתוח למה שנותר מהשחלה שהושארה בגוף, וחלק מהן במקומות אחרים בחלל הבטן. רקמת השחלה הפשירה והגיבה בחיוב להשתלה, וייצרה בסופו של דבר ביציות שמהן נכנסה האישה להיריון, ללא הפריית מבחנה. היא גם הפסיקה ליטול את הטיפול ההורמונלי החליפי והתבסס אצלה מחזור חודשי טבעי. הרופאים אינם בטוחים עד מתי תשרוד הרקמה החליפית, אולם לטענתם עדיין שמורות כמה חתיכות רקמה קפואות שבאמצעותן ניתן יהיה לבצע את הטיפול שוב במידת הצורך.

פריון 2: ילד אחד לשלושה הורים

הטכנולוגיה לא חדשה, אבל השנה בריטניה הפכה למדינה הראשונה שאישרה הפריה של תינוק משלושה הורים גנטיים, כלומר התינוק נוצר מזרע אחד ומביצית המורכבת מחומר גנטי שמקורו בשתי אמהות. המטרה איננה רק לאפשר לבנות זוג להרות ילד המשותף להן גנטית, אלא בראש ובראשונה לטפל במקרים שבהם האישה סובלת ממחלה גנטית כלשהי במיטוכונדריה, אחד האיברונים הנמצאים בכל תא מתאי הגוף שלה.

כשנוטלים מאישה ביצית, רוב המידע הגנטי שיועבר לעובר נמצא בגרעין הביצית ורק חלק קטן ממנו במיטוכונדריה. בהליך החדש לוקחים את הגרעין הבריא מהביצית, משתילים אותו בביצית של תורמת בריאה, במקום הגרעין הקיים, אך משאירים את המיטוכונדריה הבריאה של התורמת, ומפרים את הביצית עם זרעו של האב המיועד. הגנטיקה של הילד שייוולד תיקבע ברובה על ידי האב ועל ידי האם שממנה נלקח הגרעין, אולם המיטוכונדריה שלו תהיה בריאה כמו זו של התורמת. אין היום הליך מקביל לשני אבות, כי ממילא הגנטיקה של המיטוכונדריה עוברת רק דרך האם.

גורמים שונים מתנגדים להפריה התלת-הורית הזאת מסיבות אתיות שונות, ובהן ההשפעה על תחושת הזהות של הילד, הצורך בתרומת ביצית והחשש מהשלכות בריאותיות. הניסיונות הראשונים בבריטניה צפויים להתחיל ב-2016, ובין המועמדים גם הכדורגלן אדם דוסון מקבוצת לסטר סיטי. זוגתו, שראל סלייטר, הסבירה את החלופות שלה: "יש לי שלושה אחים עם אוטיזם הקשור לבעיה הגנטית שלי, אמא שלי משותקת בארבע גפיים ואחותה נפטרה בגיל 21. נראה שההורות המשולשת היא הדרך היחידה שבה אוכל ללדת ילד בריא עם חומר גנטי שלי".

חקר המוח: אמור לי איך נראה המוח שלך ואגיד לך מה עתידך

הדמיה מוחית יכולה לשמש יותר מכלי לאבחון התנהגות או מחלה קיימת, היא יכולה ממש לספק תובנות על עתידו של הנבדק - כך עולה ממאמר של חוקרים מ-MIT, שפורסם בכתב העת Neuron מקבוצת Cell. המאמר סקר מגוון מחקרים שבוצעו לאורך השנים בתחום ההדמיה המוחית ומצא מגוון מקרים שבהם הניבוי הצליח. כך, למשל, בסקירת מוחות של תינוקות ניתן היה לנבא את יכולת לימוד הקריאה שלהם כילדים, ובסקירת מוחות של ילדים ניתן היה לנבא את הצלחתם במתמטיקה כסטודנטים. ובבדיקה של מתבגרים הצליחו לנבא אם יצרכו סמים או אלכוהול בעתיד.

במילים "הצלחנו לנבא" הכוונה אינה לכך שגורל כל הנבדקים בכל אחד מהמחקרים תואר באופן מדויק, אלא שהניבוי בעזרת הדמיה היה טוב יותר מניחוש, ולעתים טוב יותר מניבוי על בסיס היסטוריה, תצפית ושאלונים פסיכולוגיים. החוקרים הציגו את היישומים הפוטנציאליים של הטכנולוגיה וכמובן את ההשלכות האתיות שלה. כך, מצד אחד ניתן לפתח תוכניות התערבות לפני שהבעיות מתחילות, אך מצד שני יש להיזהר מנבואה המגשימה את עצמה.

קידוחים: כך אנחנו גורמים לרעידת אדמה

מאז תחילת פעולות קידוח הנפט האינטנסיביות באוקלהומה בארה"ב חלה עלייה חשודה במספר רעידות האדמה במדינה. בכל זאת, במשך זמן רב ניטש ויכוח אם הקידוחים היו הגורם לרעידות או שמדובר בצירוף מקרים בלבד. באפריל השנה, מדינת אוקלהומה, שהכחישה במשך זמן רב את הבעיה, בעיקר בעקבות לחצים מתעשיית הנפט והגז, פרסמה הצהרה כי למיטב הבנתה הרעידות אכן נגרמות מפעילות הקידוח. זאת ועוד, מפה של מוקדי רעידות האדמה הראתה שהן אינן פזורות על פני המדינה באופן אקראי אלא במקומות מסוימים שבהם פועלת תעשיית הנפט.

הבעיה נוצרת בקידוח בשם fracking, הכרוך בהזרקה של מים בלחץ גבוה לצורך שחרור המשאבים האצורים באדמה. המים המוזרקים לקידוח כוללים לרוב סוגים שונים של כימיקלים, חלקם רעילים. מי הקידוח נחשבים מוצר לוואי שיש להיפטר ממנו, ולרוב המים מסולקים באותה שיטה: הזרקתם לתוך בארות עמוקים. המהלך הזה הוא שיוצר כנראה את רעידות האדמה.

אנשי הסקר הגיאולוגי האמריקאי (ארגון מדעי רשמי האחראי על ניטור הפעילות הגיאולוגית בארה"ב) טוען כי זה רק עניין של זמן עד שרעידות האדמה באוקלהומה יחלו לסכן את ציבור התושבים במדינה.

סביבה: האדם גבר על הטבע, ועכשיו הוא עצמו בסכנה

מי חזק יותר, האדם או הטבע? בעוד שאדם יחיד עשוי להיות חלש להפליא בעמידתו מול כוחות טבע כמו מחלה או אפילו רוח חזקה, בני אדם יחד עשויים להכריע את הטבע ואף לשנותו לחלוטין. אולם הטבע ערמומי וגם בממלכת הבטון המלאכותית ביותר, הוא יצוץ בדמות ג'וק, חולדה או עובש בקיר. המלחמה נמשכת. והנה, מאמר שפורסם בכתב העת Anthropocene Review, המוקדש כולו להערכה של השפעת בני האדם על כדור הארץ בעידן הנוכחי, קובע שבני אדם הם אכן הכוח העיקרי המניע את התפתחות כדור הארץ מאז 1950 לערך, בהסתמך על 24 משתנים. הממצאים, שפורסמו השנה בכנס הכלכלי בדבוס, מראים שמאותה שנה לערך החלה "ההאצה הגדולה", ומאותו זמן ניתן לקשור את השינויים באקולוגיה העולמית לשינויים בהתפתחות האנושית. כמעט כל המשתנים שנבדקו מציגים את הדפוס הזה. "נראה שלבני האדם יש היום אחריות גדולה יותר מתמיד על כדור הארץ", כותבים החוקרים.

כמעט בכל המשתנים הסביבתיים, השינוי הוא לרעה: הים מחמיץ, הטמפרטורה עולה, יערות הגשם מצטמצמים, כמות האדמה הלא מעובדת קטנה וכדומה. החדשות הטובות הן שיש משתנה אחד שבו כן ניכרת תועלת: מניעת הרס שכבת האוזון של כדור הארץ על ידי פליטת סוגי גזים שהיום אסורים בשימוש. הדלדול בשכבת האוזון נעצר. אנחנו חיים היום בעידן של מזג אוויר ותנאי שטח אידיאליים לקיום החקלאות החיונית לקיומנו, אך החוקרים חוששים שאם נוביל את כדור הארץ לקראת יציאה מהתנאים האידיאליים הללו, ובאופן מואץ כפי שמתרחש היום, כבר לא נוכל לקיים את המין האנושי.

בינה מלאכותית: האם תולעת מלגו יכולה להתנהג כמו תולעת חיה

"פרויקט התולעת הפתוחה" נשמע כמו ניסיון של בני נוער לבדר את עצמם בשעמום של החופש הגדול, אבל למעשה מדובר בפרויקט שנועד לקהל גיקי במיוחד. קהילת "התולעת הפתוחה" שואפת למפות באופן מלא את מערכת העצבים של התולעת ואת כל הפעילויות הכימיות המתרחשות בכל 950 התאים שלה, ולבנות מודל מדויק שלה באמצעות קוביות לגו וקשרים חשמליים ממוחשבים. האם תולעת לגו שאגור בה כל המידע העצבי והכימי שאגור בתולעת חיה תתנהג כמו תולעת אמיתית?

בינתיים עדיין לא נבנה מודל מלא של התולעת. השלב הראשון בפרויקט הוא למדל רק את אופן התנועה שלה, באמצעות סימולציה של השרירים והפעילות העצבית הקשורה לתנועה. החוקרים השותפים בפרויקט הצליחו לבנות את האלגוריתם שמדמה את הפעילות העצבית של התולעת החיה ובלי לבצע בה שום תכנות נוסף העלו אותה למחשב, שהצליח בעקבות זאת לשלוט בתנועות של תולעת הלגו. עדיין אין מתאם של ממש בין התנועה של התולעת החיה לתנועת המודל, אולם החוקרים טענים כי עצם התרגום הישיר של מידע עצבי השולט בתנועת בעל חיים למידע ממוחשב השולט בתנועת רובוט הוא פריצת דרך בתחום הבינה המלאכותית, שמובילה את הדרך ליום שבו כולנו נועל להעלות את המוח שלנו לתוכנת מחשב.

דיאטה: לתפקד כמו אחרי ארוחה, אבל בלי לאכול

חוקרים במכון סאלק למחקרים ביולוגיים בקליפורניה פיתחו תרופה ששכנעה את הגוף של עכברים להתנהג כאילו הרגע סיים ארוחה. מדוע זה טוב? משום שאחרי ארוחה, הגוף נוטה לשרוף יותר קלוריות כדי לפנות מקום לקלוריות חדשות בהמשך. החומר שפותח משפיע רק על המטבוליזם, כלומר על חילוף החומרים, ולא על תחושת הרעב. העכברים המשיכו להיות רעבים ואכלו ארוחה נוספת במועד הרגיל שלהם, אולם בשלב הביניים שבין שתי הארוחות הם שרפו קלוריות כאילו אכלו ארוחה שלישית. כך, התרופה הובילה להרזיה של העכברים, שיפור ניצול האינסולין שלהם והמרת שומן "רע" לשומן "טוב".

החומר שניתן לעכברים פועל באמצעות עידוד הפרשת מיצי מרה, וכך הוא מוחק את התגובה של הגוף למתן ארוחה. המוצר פועל בתוך מערכת העיכול ואינו נכנס למחזור הדם, ולכן החוקרים מעריכים שאם יפותח לתרופה, הוא יהיה בטוח יותר מתרופות אנטי-השמנה קיימות. אם המוצר יעבוד בקופים כפי שעבד בעכברים, ניסויים בבני אדם עשויים להתחיל בעוד כשנתיים.

במקום אנטיביוטיקה: הבקטריופאג'ים חוזרים

וירוסים התוקפים חיידקים - בקטריופאג'ים - נחשבו בתחילת המאה ה-20 שיטת טיפול מעניינת בזיהומים חיידקיים, אולם המחקר בעניין זה דעך עם הצלחתה המסחררת של האנטיביוטיקה. היום, לאור עמידות האנטיביוטיקה לחיידקים רבים, הבקטריופאג'ים חוזרים לאופנה.

כבר היום משתמשים בבקטריופאג'ים אופן ראשוני בחומרי הדברה בחקלאות, אולם יש חשש להשתמש בהם בבני אדם מאחר שמנגנון הפעולה שלהם עדיין לא לגמרי ידוע. ברור שהם הורסים את החיידקים, אולם לא ברור כיצד בדיוק ומה קורה עוד בתהליך הזה. למשל, כאשר טיפלו בפרות משק באמצעות בקטריופאג'ים, רק 16% מהפרות נרפאו מהחיידק, והחוקרים לא ידעו לומר מדוע, הרי בניסויי מעבדה הווירוסים הללו הראו יעילות של 100% נגד סוג החיידק שאליו כוונו. ההערכה כיום היא שגם אם לא נשתמש בבקטריופאג'ים בגרסתם הלקוחה ישירות מהטבע, ניתן יהיה ללמוד מהם רבות על האופן הנכון לתקוף חיידקים ועל נקודות התורפה שלהם. הרי בסופו של דבר, תקיפת חיידקים זו המומחיות של הווירוסים האלה.

המגבלה שעומדת כעת בפני פיתוח נוסף של תרופות כאלה היא בעיקר כלכלית: מוצרים מהסוג אהזה יתחרו בשוק עמוס באנטיביוטיקות גנריות, וההערכה היא שמוצר אנטי-חיידקי משופר, אם יעלה יותר מהמוצרים הקיימים, ישמש רק במקרים שבהם השתמשו הרופאים בכל סוגי האנטיביוטיקה הגנרית ללא תועלת, וזהו שוק קטן יחסית. עם זאת, בשנים האחרונות חברות תרופות פונות יותר ויותר לשווקים קטנים עם צרכים ברורים, וגם הרשויות נותנות הקלות לחברות המפתחות מוצרים דרושים, כולל הקלות מיוחדות לסוגים חדשים של אנטיביוטקה.

אברים חלופיים: השריר הראשון שגדל במעבדה

חוקרים מאוניברסיטת דיוק בארה"ב הצליחו לבנות מתאי גזע שריר אנושי שמגיב בהתכווצות ובהרפיה לגירויים חיצוניים ממש כמו שריר אמיתי. שרירים בגוף מופעלים על ידי אותות חשמליים וכימיים, והשריר המלאכותי הגיב בדיוק לאותם אותות.

המטרה העיקרית של שריר מלאכותי כזה היא ניסוי תרופות חדשות וחקר מחלות שרירים. שיטת ניסוי כזו חוסכת חיים של חיות מעבדה ומונעת סיכונים מיותרים לבני אדם המשתתפים בניסויים קליניים.

לחוקרים שיצרו את שריר המעבדה היה ניסיון רב בייצור שרירי חיה קודם לכן, ובכל זאת נדרשה שנה של עבודה עד שהשריר פעל. לאחר מכן הם הראו במעבדה שהשריר המלאכותי מגיב באופן שלילי למנת יתר של סטטינים (תרופות פופולריות להורדת כולסטרול), ואילו תרופה אחרת בשם Clenbuterol שספורטאים משתמשים בה כדי לשפר ביצועים אכן הצליחה לאפשר כיווץ יתר של השריר לזמן קצר, האפקט שהספורטאים שואפים אליו. כיום החוקרים אופטימים ביחס לאפשרות שניתן יהיה לזהות באמצעות השריר המלאכותי גם תופעות לוואי של תרופות שעדיין אינן ידועות. וברוח הרפואה המותאמת אישית, בעתיד הרחוק ניתן יהיה לגדל לכל אדם שריר מלאכותי על בסיס ביופסיה של השריר שלו, וכך לנסות עליו תרופות לפני השימוש ולהתאימן לו באופן אישי.

גנטיקה: מיהו גאון?

חוקרים מאוניברסיטת King's College London באנגליה בחנו את ההבדלים הגנטיים בין 1,400 אנשים אינטליגנטים מאוד לשאר האוכלוסייה ומצאו שגנים נדירים, חדשים, הם בדרך כלל בעלי סיכוי גבוה יותר לפגוע באינטליגנציה מאשר להועיל לה. האינטליגנטים שהגנום שלהם נבחן היו מתוכנית של אוניברסיטת דיוק לקידום בעלי כישרונות ייחודיים, שממוצע ה-IQ של משתתפיה הוא 170. אלה הושוו לגנום של 3,000 אנשים רגילים.

מחקרים קודמים כבר הצביעו על כך שהגנים מסבירים כ-50% מהשונות באינטליגנציה בין אנשים, אולם זהו המחקר הראשון שבחן לעומק את הגנטיקה של בעלי אינטליגנציה יוצאת דופן. החוקרים לא מצאו גנים בודדים המקושרים לאינטליגנציה ואינם מופיעים באוכלוסייה הכללית, אך גילו שגנים המופיעים יותר באוכלוסייה האינטליגנטית הם נדירים פחות. הממצא הזה תומך בהערכה קודמת שגנים נדירים, חדשים, הם בעלי סיכוי גבוה יותר לפגוע באינטליגנציה מאשר להועיל לה. כלומר, אין גן אחד מיוחד המגדיר מיהו גאון, אולם כדי להיות גאון על הגוף לעבוד קשה כדי שרק במתי מעט מהגנים תתרחש מוטציה. נאמר זאת כך: אנחנו כולנו דפוקים, ואילו הם, ה-0.03% - הם "האדם הנפוץ" כפי שהיה צריך להיות.