האור שנקלט ב”אנטנת הכלורופיל” מסייע בהרעבת הגידול

טיפול ישראלי ניסיוני הורס גידולים סרטניים באמצעות אור. הדמיה חדשנית של האזור המואר מאפשרת דיוק בטיפול

מרית סלוין, הארץ

מעקב אחרי התגובה לטיפול פוטודינמי, באמצעות מכשיר אם-אר-איי (שתי דקות לפני ההארה, ארבע ושש דקות אחרי תחילתה). הצבע האדום מייצג צריכה גבוהה של חמצן, המעידה על יצירת אפקט הרסני בכלי הדם של הגידול. תצלום: מכון ויצמן

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/weizman031003.html

לפני כ-12 שנה הגה פרופ' אביגדור שרץ מהמחלקה למדעי הצמח במכון ויצמן רעיון – להשתמש בכלורופיל לחיסול גידולים ממאירים. מולקולת הכלורופיל פותחת בצמחים את תהליך הפוטוסינתזה: היא קולטת את אנרגיית השמש, ממירה אותה לאנרגיה כימית וזו מניעה שרשרת של תהליכים ביוכימיים שבסופם נוצרות בצמחים מולקולות סוכר.

הרעיון של שרץ היה להשיג התקדמות של ממש בתחום טיפולי חדש יחסית, שהחל להתפתח בשנות ה– 50 תרפיה פוטודינמית. עיקרה של השיטה הוא ניתוב האנרגיה של חומרים מסוימים המופעלים על ידי האור (וקרויים לפיכך חומרים פוטודינמיים) להרס גידולים סרטניים. ההצעה של שרץ התבססה על מחקרים שבהם נמצא כי כאשר מבודדים את הכלורופיל מהמערכת הטבעית שלו, אנרגיית האור שהוא קולט יכולה לגרום להרס תאים.

שרץ פנה לפרופ' יורם סלומון מהמחלקה לבקרה ביולוגית במכון ויצמן. שני החוקרים החליטו שבמקום להפנות את הטיפול לתאי הגידול, יפגע הטיפול הפוטודינמי החדש במערכת אספקת הדם של הגידול. כך יימנעו מתאי הגידול אספקת חמצן וחומרי מזון, והם יחוסלו.

סלומון ושרץ השתמשו בכלורופיל המצוי בחיידקים המבצעים פוטוסינתזה ונקרא בקטריוכלורופיל. הם ערכו מניפולציות כימיות במולקולת הבקטריוכלורופיל והצליחו להתאים אותה לטיפולים רפואיים. כדי להרוס רק את כלי הדם של הגידול פיתחו מהבקטריוכלורופיל חומר שלא יוצא מכלי הדם לרקמות. את החומר מחדירים לווריד ומיד מאירים את הגידול באמצעות סיבים אופטיים. בנוכחות אור וחמצן, החומר גורם ליצירת מולקולות חמצן בעלות פעילות כימית חזקה ביותר, המסוגלות להרוס כל חומר ביולוגי שנמצא בסביבה. מולקולות אלה, הנקראות צורוני חמצן פעילים, נוצרות גם בטיפול קרינתי רגיל, אולם בטיפול זה הקרינה פוגעת גם ברקמות בריאות. בטיפול הפוטודינמי, לעומת זאת, מנצלים כמעט %100 מהקרינה באמצעות “אנטנת” הכלורופיל, שהתמחתה בקליטת פוטונים במהלך האבולוציה.

התאים שנפגעים מצורוני החמצן הפעילים הם תאי האנדותל, המצפים את הדפנות הפנימיות של כלי הדם. כאשר תאים אלה מתים, בעקבות פעולת צורוני החמצן, הם מפרישים חומרים שונים המעודדים יצירה מקומית של קרישים ומכווצים את כלי הדם. הקרישים סותמים את כלי הדם, הדם מפסיק לזרום ותאי הגידול מתים מחוסר חמצן. “כלי הדם של הגידול הם צעירים והדופן שלהם חלשה יותר. זו הסיבה שהם מגיבים ראשונים ובאופן חזק יותר לטיפולים ההרסניים”, מסביר סלומון. תוצאות הטיפול מהירות מאוד: תוך כמה דקות מפסיקה זרימת הדם בגידול.

הניסויים בטיפול נערכו בעכברים עם גידולים שונים, ובהם מלנומה (סרטן עור קטלני), גליומה (סרטן מוח), סרטן המעי הגס וסרטן הערמונית. התוצאות היו מוצלחות. בטיפול יחיד הצליחו לחסל את הגידול בכ-%80 מהמקרים, והוא לא חזר לאחר 90 יום.

הצלחת הניסויים בעכברים הובילה לעריכת ניסויים קליניים בבני אדם. חברת התרופות הצרפתית Steba Biotech החליטה להשקיע בפיתוח התרופה ונתנה לה את השם “תוקד”. בימים אלה מסתיימת סדרת ניסויים קליניים בחולי סרטן ערמונית בשני מרכזים רפואיים בקנדה, ובקרוב מתוכננת סדרת ניסויים קליניים גם בישראל. בניסויים ראשוניים, הטיפול גרם לכך שחולי סרטן הערמונית שלא הגיבו לטיפול קרינתי רגיל פיתחו נמק באזור הגידול.

באחרונה החליט סלומון לשפר את הטיפול. מטרת הצוות שלו היתה לפתח אמצעי שיאפשר לרופא לכוון את קרן האור רק אל הרקמה הסרטנית, ולא אל איברים או כלי דם בריאים. “אמנם בהנחיית אולטרסאונד אפשר להחדיר את הסיבים האופטיים עד הגידול, אבל מכיוון שאי אפשר לנבא את התקדמות האור בשל המבנה הלא אחיד של הרקמות, אפשר לחזות את האזור המואר באופן כללי ביותר”, אומר סלומון. “החלטנו לבדוק כיצד אפשר לדייק יותר בהארת המטרה וגם לא לפגוע באזורים לא רצויים”.

סלומון, שרץ, פרופ' מיכל נאמן והסטודנטים שמעון גרוס ואסף גלעד פיתחו שיטה המאפשרת לזהות בדייקנות את האזור המואר. המאמר המתאר את השיטה יתפרסם בגיליון אוקטובר של כתב העת Medicine” “Nature ופורסם בשבוע שעבר באינטרנט.

השיטה מבוססת על התחקות אחרי שינויים מקומיים ברמת החמצן בדם, באמצעות מכשיר אם-אר-איי. כשרקמה מתחילה לפעול בצורה מוגברת היא צורכת יותר חמצן, כדי לספק לעצמה אנרגיה. כתוצאה מכך יורדת רמת החמצן בכלי הדם באזור הרקמה הפעילה. הטיפול הפוטודינמי גורם לייצור מוגבר של צורוני חמצן באזור המואר וכתוצאה מכך לדילול של חמצן בכלי הדם המגיעים לאזור זה. שינויים אלה משתקפים בעוצמת האותות של מכשיר האם-אר-איי.

“רשת נימי הדם בגידול יוצרת תמונה תלת-ממדית, שבה אנחנו רואים בדיוק את התפזרות האור בתוך הרקמה המוארת. הדבר מאפשר לנו לתת הבזק אור יחיד, ובעקבות המידע שהוא מספק לשנות את כיוון הקרן ואת עוצמת האור ולשלוט בנפח המואר”, אומר סלומון. “זהו עקרון הדמיה חדש, שבו מכשיר האם-אר-איי מספק מידע הנובע מפיזור של אור בתוך רקמה במעמקי הגוף”.
ידען חידושים ברפואה

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~647723314~~~178&SiteName=hayadan