תרגיל עוקץ באמצעות קרובת המשפחה של המדוזה
קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/nanoshoshanatyam.html
כמו פגז שמשתחרר מתותח
מאת מרית סלוין, הארץ, וואלה!
איך להחדיר תרופות לגוף בעזרת מנגנון הצריבה של מדוזות ושושנות ים
שושנת ים. בניגוד למדוזות, אינן רעילות לבני אדם
מדוזות הן מטרד עולמי. ביפאן, בפלורידה, באוסטרליה ולאורך הריוויירה הצרפתית הן מגיעות בהמוניהן אל חופי הרחצה בימי הקיץ, וגורמות לתגובות דלקתיות בעורם של המתרחצים. את תגובת הדלקת הקשה יוצר חומר ארס שנמצא בתוך מנגנוני הצריבה של המדוזות – תאים מיוחדים הממוקמים על “זרועות הציד” שלהן. בכל זרוע יש מאות אלפי מנגנוני צריבה, שכל אחד מהם מכיל מחט זעירה שחודרת לגוף ומזריקה את הארס כשהיא באה במגע עם העור. התוצאה היא כאב, אדמומיות ודלקת.
הד”ר עמית לוטן, חוקר מדוזות זה 15 שנה, היה הראשון בעולם שבודד את חומר הארס שגורם לתגובה הדלקתית. לוטן פיתח תכשיר שינטרל את פעולת הצריבה של המדוזה במים, ובאחרונה החליט לנצל את המנגנון הטבעי שבו משתמשת קרובת משפחה של המדוזה, שושנת הים, כדי להחדיר את הארס – לצורך החדרת תרופות לתוך העור. על פיתוח הרעיונות שלו ויישומם
הוא יספר בכנס הבינלאומי לביוטכנולוגיה ימית שייערך בשבוע הבא בבית הספר למדעי הים במרכז האקדמי רופין במכמורת, בשיתוף עם המכון לביוטכנולוגיה ימית של אוניברסיטת מרילנד בארה”ב.
“המודל לפיתוח תכשיר למניעת צריבה היה דג השושנון, שהוא הדג היחיד שמסוגל לשחות בין זרועות הציד של שושנת הים ללא כל פגע, הודות למנגנון הגנה טבעי שפיתח”, אומר לוטן. “השושנון מייצר על עורו שכבת מגן המורכבת מחומרים שמנטרלים את מנגנון הצריבה של שושנת הים, והוא משתמש ביכולת הזאת כדי להסתתר מפני אויביו בין הזרועות של השושנה”.
“בעת מגע בין זרוע ציד של המדוזה או השושנה לגוף האדם מתרחשות כמה פעולות בתאי הצריבה שעל הזרוע”, מסביר לוטן. “כל תא צריבה מצויד בחיישנים ומכיל קופסית זעירה שהיא למעשה מעין מזרק. בתוך ה'מזרק' מקופלת צינורית ארוכה ודקיקה: זאת ה'מחט' שדרכה מועבר הארס לגוף. כשהחיישנים חשים במולקולות של חלבונים או סוכרים שמופרשות דרך קבע מהעור שלנו, נוצר גירוי חזק בתא. הגירוי גורם להתפתחות לחץ עצום בתוך המזרק, שמגיע עד ל-150 אטמוספירות. הלחץ הזה מביא לפתיחת המזרק ומשחרר את המחט. המחט חודרת לעור הקורבן במהירות זהה לזו של פגז המשתחרר מקנה תותח. כל זה קורה בחלקיק שנייה. השחרור של עוקץ המדוזות הוא אחד האירועים המכניים המהירים ביותר שקורים בתא”.
החברה שהקים לוטן פיתחה קרם ובו תערובת חומרים שמנטרלים את הפעילות הכימית והביולוגית המתרחשת בתוך תאי הצריבה. תערובת החומרים מונעת את זיהוי האויב, את העברת המידע לתא הארס, את העלאת הלחץ בתא ואת יריית המחט הזעירה אל תוך העור, וכך מונעת את החדרת הארס לגוף. התכשיר עבר בהצלחה סדרת ניסויים קליניים בבית החולים של אוניברסיטת סטנפורד ובבתי חולים נוספים באמריקה וביפאן, במימון משרד ההגנה של ארה”ב והצי האמריקאי.
בשלב זה נכנסה לתמונה אשתו של לוטן, הביולוגית הד”ר תמר לוטן, והוסיפה לחקר מנגנוני הארס נדבך נוסף. “החלטנו לנסות לנצל את המנגנון המתוחכם הזה לטובת האדם”, מספרת לוטן. “הרעיון היה להשתמש במנגנון החדרת הארס לשם החדרת תרופות או חומרים קוסמטיים דרך העור”. החדרת תרופות דרך העור היא תחום “חם” בביוטכנולוגיה – החל בתרופות המיועדות לשיכוך כאבים ולהרדמה מקומית, וכלה בתרופות יומיומיות כמו אינסולין וחלבונים אחרים שהדרך היחידה להחדירם כיום היא בהזרקה.
בני הזוג לוטן ועמיתיהם מגדלים כמויות גדולות של שושנות ים, שאינן רעילות לבני אדם, מבודדים את המזרקים הזעירים שלהן, ושומרים אותם בצורת אבקה. “כשהמזרקים באים במגע עם נוזל, הנוזל חודר לתוכם ויוצר לחץ טבעי בחלל המזרק. הלחץ הזה משחרר את המחט. הרעיון היה לייצר משחה המכילה את המזרקים. כל זמן שהמשחה נמצאת בשפופרת לא קורה כלום, אבל ברגע שהיא נמרחת על העור, היא מפעילה את המזרקים”, אומרת לוטן.
מדעני החברה פיתחו משחה הכוללת שני מרכיבים. מרכיב אחד מכיל מיליוני מזרקים זעירים, והמרכיב השני מכיל את התרופה ומפעיל את המזרקים. מריחה של שני מרכיבי המשחה על העור מחדירה את התרופה אל תוך העור.
החוקרים בודקים עתה את מידת ההחדרה של שתי תרופות: חומר ההרדמה לידוקאין והתרופה לשיכוך כאבים וולטרן. “בשני המקרים התרופה חדרה לעור בתוך חמש דקות, ובכמות גדולה פי 10-5 בהשוואה למריחת המשחה ללא המזרקים הזעירים”, אומרת לוטן. “ויש לזכור שהחדרת התרופה מתבצעת ללא כל אמצעים חיצוניים”.
מדענים ישראלים פיתחו שיטה להזריק לגוף תרופות באמצעות שושנת ים
אלכס דורון
1/6/2004
בחווה ימית מיוחדת במכמורת מגדלים בימים אלה יצורים צבעוניים ויפהפיים בשם שושנות ים. קרוב משפחה זה של המדוזה והאלמוג לא מיועד להיאכל במסעדות יוקרה כפרי-ים, אלא לשמש מקור זמין וחדשני למזרקים זעירים (ננו-מזרקים) בתעשיית התרופות העולמית.
שושנת הים, אחת מ-15 אלף המינים של מערכת הנבוביים, קיימת בטבע לא פחות מ-700 מיליון שנה. על-מנת לצוד היא משתמשת בזרועות חוטיות וחלולות, שמכילות המוני תאים צורבים מיקרוסקופיים (על סנטימטר רבוע נכנסים מיליון תאים ).
מדענים ישראלים מחברת הביוטכנולוגיה ננוסייט פיתחו שיטה לרוקן את הארס מהתאים ולהכניס במקומו חומר כמו אינסולין או תרופות לטיפול בפסוריאזיס. אחרי החדרת התרופה, אפשר למרוח את התאים על העור בתוך משחה או ג'ל. גירוי קל שלהם באמצעים ביוכימיים, תוך ניצול הפרשי הלחץ האוסמוטי,יביא ל''ירי'' ממוקד של התרופה מהתא לשכבת העור.
היתרון המרכזי בשימוש בשיטה הוא שהחומר יתחיל להשפיע תוך פחות מחמש דקות – מהר יותר מכל תכשיר אחר. התרופה אינה צריכה לעבור דרך מערכת העיכול כמו בגלולות, או לחדור לדם כמו בזריקה רגילה, כך שגם יש פחות תופעות לוואי בלתי רצויות.
ד''ר תמר לוטן, הביולוגית שעמדה בראש צוות הפיתוח בננוסייט (בו השתתפו ד''ר עמית לוטן וד''ר שמעון אקהויז), אומרת שכבר נערכו ניסויים מוצלחים של מנגנון התאים על בניהאדם (ללא חומר תרופתי).'' בשנה הבאה נתחיל בניסוי קליני ראשון בבניאדם עם חומר הרדמה בניתוח להסרת גידול או נגע עור'', היא אומרת.
השותפה של ננוסייט בפרויקט היא חברת שיאון מרין, שמפעילה את החווה במכמורת ומתמחה בטיפוח אורגניזמים ימיים (כמו אצות, קיפודי ים וסרטנים) לתעשיית התרופות והמזון. המנכ''ל, בני שרפשטיין, אומר שתעשיית התרופות נוטה לעבור להשתמש בתרופות ביולוגיות, וכי פוטנציאל השוק העולמי של החידוש הזה עומד על 10 מיליארד דולר בשנה החל מ-2007.
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~730652417~~~82&SiteName=hayadan