נא להכיר – שיטה חדשה המכונה אופטוגנטיקה תאפשר יישומים שעד כה היו בלתי אפשריים, למשל יכולת לכמעט עוורים לראות באופן סביר ולחרשים לשמוע אפילו מוזיקה
פטריק דגנאר, אוניברסיטת ניוקאסל
למערכת העצבים המפקדת על הגוף ומבקרת אותו מבנה מופלא, אך לעיתים דברים עלולים להשתבש. פגמים ב- DNA שלנו יכולים לגרום למגוון של הפרעות. תאונות, זקנה ואפילו תזונה לקויה יכולים באותה מידה לגרום להרס מערכת העצבים. תרופות וטיפולים עשויים לעזור אך במקרים רבים אין טיפול וגם אם יש, טיפול בהפרעות נוירולוגיות פחות יעיל מאשר במחלות אחרות.
ישנם טיפולים שכבר מבוצעים אלפי שנים, למשל גירוי חשמלי של מערכת העצבים. רופאים ברומא העתיקה השתמשו בצלופחים חשמליים כדי לספק טיפול הלם בכאב קל. כמעט 2000 שנה מאוחר יותר אנו משתמשים בטכניקה חשמלית דומה באמצעות מכשירי TENS (גירויים חשמליים תת-עוריים של העצבים).
טיפולים מתקדמים כוללים היום שימוש בהתקנים נוירופרוסטטיים (neuroprosthetic) המקשרים ישירות מערכות אלקטרוניות עם מערכת העצבים כדי להחליף תפקודים שנפגעו. מדובר בקוצבי לב ובתותבות חושיות המחליפות חושי ראייה ושמע לעיוורים ולחרשים. טכנולוגיות קרובות עשויות אפילו לחדור למערכת העצבים האוטונומית כדי לטפל במגוון של מחלות כרוניות כגון סכרת.
יש היום קוצבים שלא רק מספקים גירוי חשמלי אלא שהם גם מחווטים למערכת העצבים האוטונומית כדי להבין את הרגשות הלא מודעים שלנו.
קוצבים הפועלים בשיטת גירוי במעגל סגור ודיפריבילטורים עושים שימוש בשיטה זו כדי להאיץ את קצב הלב כאשר החולה חווה רגשות כגון חרדה והתרגשות, וכך הם מאפשרים לחולה ליהנות מסרטי אימה ולתפקד בפגישות חשובות.
ראיית האור
לפרוטזות ראיה לעיוורים יש אפשרות לשנות עוד יותר את החיים. לאחר עשורים רבים של פיתוח יש היום התקנים שניתן לחבר באופן אלחוטי אל שבב בעין המחובר למערכת מצלמות ולמערכות עיבוד. לאנשים הסובלים מרטיניטיס פיגמנטוזה, מחלה הגורמת לתאי הרשתית הרגישים לאור בעיניים למות בהדרגה, התקנים אלה מעבירים מידע חזותי אל תאי הרשתית שנותרו באמצעות גירוי חשמלי. עם זאת, עד כה, הם יכולים רק לשחזר תמונה גולמית שנראית כמו קומץ נקודות מהבהבות.
למהפכת הנוירו-פרוסטטיקה יש פוטנציאל להגיע רחוק יותר, ובניגוד לחידושים רבים מתחום זה, המגיעים מהתפתחויות בתחום האלקטרוניקה, התפתחות זו מגיעה דווקא מהמחקר הביולוגי.
בשנת 2003, גילו מדענים גרמנים שחקרו אצות, חלבון שיכול להפוך תאי עצב לתאים רגישים לאור. הדבר הוביל לשיטה חדשה המכונה אופטוגנטיקה, המערבת ריפוי גנטי שנועד להפוך את התאים בעין לרגישים לאור. טכניקה חדשה זו חזקה ומדויקת יותר באופן משמעותי לעומת טכניקות קודמות והיא מקיימת תקשורת ברזולוציה גבוהה עם מערכת העצבים.
במקרה של רטיניטיס פיגמנטוזה, במקום להחליף את הרשתית בתאים עם שבב, האופטוגנטיקה מאפשרת לנו לשחזר את היכולת לזהות אור בתאים הנותרים, תחילה באמצעות משקפים אלקטרוניים מיוחדים ולאחר מכן ניתן להשתמש בהם כדי להעביר מידע אופטי בצורה שתאים רגישים חדשים אלו יוכלו להבין.
המטופלים האנושיים הראשונים טופלו לאחרונה בטכניקת הריפוי הגנטית בארה”ב. אם השיטה תעבוד כמתוכנן תיגרם מהפכה של ממש באיכות חיי החולים. ישנן קבוצות חוקרים הטוענים כי ניתן יהיה כמעט להשיב את יכולת הראיה הנורמלית. קבוצות אחרות, כולל זו שלי קצת יותר זהירות אבל הן מאמינות שהיא תאפשר בטווח הבינוני לחולים ללכת בלי מקל, ואולי אפילו לזהות פרצופים שוב. כמו כן, אנו מקווים להיות מסוגלים להתאים את הטכניקה לקבוצה גדולה יותר של חולים כולל אלה הסובלים מסינוור גלאוקומה וטראומה.
התקדמות דומה, יש לקוות, תגיע גם בתחום שתלי השמיעה אשר היום יכולים לאפשר לחולים להצטרף לשיחות קבוצתיות קטנות אבל כל מוזיקה נשמעת להם כמו דת’ מאטל המבוצע מתחת למים. צוותים אמריקנים וגרמנים מקווים להשתמש באופטוגנטיקה כדרך מדויקת יותר לגרות את תאי עצב השמיעה לעומת שתלים חשמליים קונבנציונאליים. הם מקווים שכך יהיה ניתן לייצר מכשירים שיאפשרו שמיעת מוזיקה כמעט נורמאלית.
שיחות עם המוח
לאופטוגנטיקה יש גם פוטנציאל לטיפול בעשרות מיליוני חולים באפילפסיה ובהפרעות מוחיות אחרות. חלק מהבעיה עם מערכות נוירו-פרוסטטיקה מסורתיות היא שקשה לעורר את מערכת העצבים ולקלוט חשמל עצבי בו זמנית. זה כמו לשמוע מישהו לוחש כשאחר צועק אבל באמצעות אופטוגנטיקה ניתן לעורר את העצב באמצעות אור בלי להשפיע על האותות החשמליים. משמעות הדבר היא כי כעת ניתן יהיה לנהל שיחה ישירות עם המוח.
כדי להצליח ליישם את הטכנולוגיה לחולי אפילפסיה בכוונתנו לשלוח אותות לחלקים של המוח המפקחים על התנהגויות כגון תפיסה ולבקש מהם להירגע. אנו מקווים להיות אחד הצוותים הראשונים שינסו את השיטה בחולה אפילפקסיה בשנת 2021. אם זה יעבוד, זה ישנה את חיי מטופלים שנאלצו להשתמש בתרופות עד כה.
בעשורים הבאים נוכל לראות נוירו-פרוסטטיים בשילוב עם טיפולים גנטיים כגון אופטוגנטיקה, ואולי אפילו טיפולים בתאי גזע.
אפילו חברות תרופות מסורתיות מתחילות לחקור את האפשרויות של פיתוח תרופות ביו-אלקטרוניות במטרה להמריץ את האיברים של הגוף עצמו לייצר ביוכימיקלים טיפוליים. לשיטה זו יתרון בכך שהיא תאפשר לרופאים טיפול אישי ולפחות לשפר את תנאי הוודאות.
למי שגדל על סרטים כמו בלייד ראנר, אפשר היה לצפות שכל בני האדם היום היו משפרים את עצמם על ידי הוספת שתלים ביוניים. במציאות אנו עוד רחוקים מהחזון הזה של העתיד. מצד השני, סופרי מדע בדיוני רק מתחילים לסגור את הפער עם המציאות של ביוניקה מועשרת ביולוגיה. בסופו של דבר קשה לגבור על הטבע, אך אם נוכל להביא לתפקודים כמעט נורמליים לאנשים עם מוגבלויות הדבר יוכל לשפר משמעותית את חייהם.
עוד בנושא באתר הידען:
תרגום: אבי בליזובסקי
