שיטה לא פולשנית לפתיחה מבוקרת של מחסום הדם-מוח עשויה להחדיר למוח תרופות וכך לטפל במחלות ובהן אלצהיימר, פרקינסון, איי-אל-אס וגידולי מוח
המוח מופרד מכלי הדם באמצעות מחסום הדם-מוח (Blood-Brain Barrier – BBB). מחסום זה מבודד את המוח משאר הגוף וכך מונע מפתוגנים (מחוללי מחלות) וחומרים שונים להיכנס אליו. אך עם כל היתרונות הגלומים בו, מחסום זה הוא גם אחד המכשולים המרכזיים בפיתוח טיפולים יעילים למחלות מוחיות, שכן הוא מקשה על החדרת חומרים תרופתיים אל המוח.
מחקרם של פרופ’ יעל מרדור, ד”ר שירלי שרבי, ד”ר איציק קופר, ד”ר דוד לסט והדוקטורנטית יעל ברסלר – מהמרכז לטכנולוגיות מתקדמות ומהמרכז למדעי המוח ע”ש יוסף סגול במרכז הרפואי שיבא – מתמקד בפריצה יעילה ובטוחה של המחסום לטובת טיפולים במחלות מוחיות. הם חוקרים מנגנוני פעולה מולקולריים ותאיים של המחסום ומקווים שכך יצליחו לפתח שיטות שיערימו עליו ויסייעו לתרופות לחדור דרכו.
באחד ממחקריהם הקודמים, שנתמכו במענק מהקרן הלאומית למדע, הם בחנו טיפול בגידולי מוח באמצעות אלקטרופורציה; בשיטה זו שדה חשמלי בעוצמה גבוהה (מאות או אלפי וולט לסנטימטר) גורם ליצירת חורים ננומטריים במחסום שאפשר להחדיר דרכם תרופות (לאחר מכן הם נסגרים מעצמם). באמצעות שדה חשמלי זה אפשר גם לפגוע בקרומי תאים סרטניים במוח, וכך להרוס גידולים ממאירים. עם זאת, כדי להשרות שדה חשמלי גבוה במוח, יש לפתוח את הגולגולת ולהחדיר אליה אלקטרודות. כלומר, מדובר בשיטה פולשנית שעלולה לגרום לסיבוכים (כגון פגיעה ברקמות מוחיות, דימומים וזיהומים).
לפיכך, במחקר נוסף, שנתמך גם הוא בידי הקרן הלאומית למדע, החליטו מרדור, שרבי וקופר למצוא דרך שבה אפשר לפתוח את המחסום – מבלי לפתוח את הגולגולת. כבר בסוף מחקרם הקודם הם בחנו את ההבדל בין שדה חשמלי גבוה לנמוך. הם הבינו שגם השדה הנמוך יכול ליצור אפקטים פיזיולוגיים משמעותיים ושייתכן שאפשר יהיה לטפל באמצעותו במחלות ניווניות של המוח, כגון פרקינסון, אלצהיימר ומחלת ניוון השרירים אי-אל-אס. לדברי פרופ’ מרדור, “כיום לא קיימים טיפולים יעילים במחלות אלה, בעיקר בגלל המחסום. אם נוכל למצוא שיטה שבה תונח קסדה על ראש המטופל שתפעיל שדה חשמלי – כך שהמחסום ייפתח ויחדרו דרכו תרופות (גם כאלו שניטלות דרך הפה) – נעשה שינוי גדול ברפואת המוח. ההבנה שאפשר לפתוח את המחסום באמצעות שדה חשמלי נמוך – הרבה פחות ממאות או אלפי וולט – עשויה להיות פורצת דרך”.
לפיכך ביקשו החוקרים ליצור פתיחה עדינה והפיכה של המחסום, כך שאפשר יהיה, באמצעותה, להחדיר תרופות אל המוח מבלי להשאירו פתוח זמן רב מדי ולפגוע בתפקודו. לשם כך הם בנו מתאי גזע אנושיים מודל של המחסום והפעילו עליו שדה חשמלי בעוצמה של 50-5 וולט לסנטימטר, באמצעות שתי אלקטרודות שהוצמדו לצדיו. הם גילו שבטיפול כזה, שנמשך עשר שניות בלבד, אפשר להשיג פתיחה משמעותית של המחסום. מדובר בעשרה פולסים שניתנים פעם בשנייה; כל פולס מגביר את עוצמת הפתיחה של המחסום ונמשך 50 מיקרו שניות). החוקרים בדקו מעבר של מולקולות בגדלים שונים דרך המחסום וגילו שהן הצליחו לזלוג דרכו. נבדק גם מעבר של מבנים מולקולריים במשקלים מולקולריים גדולים (כולל נוגדנים), שכיום אין דרך להעבירם למוח. ככל שהעלו את מספר הפולסים, יותר ויותר מולקולות הצליחו לעבור דרך המחסום. כלומר, אפשר לשלוט בעוצמת הפתיחה של המחסום גם כאשר השדה החשמלי נמוך, ואפשר להפעילו באופן חוזר.
בשלב הבא הזריקו החוקרים לעכברים גדוליניום (חומר ניגוד שמשמש בבדיקות הדמיה) והצמידו לראשם אלקטרודות שהשרו פולסים של שדה חשמלי נמוך (הדומה לזה שהופעל על המודל), במשך דקה-שתיים. לאחר מכן ערכו להם הדמיה מוחית וראו שחומר הניגוד זלג אל תוך המוח. בהמשך החדירו להם צבען (מולקולות גדולות), והראו שגם מולקולות גדולות הצליחו לחדור דרך המחסום בטיפול קצר מאוד. כיום ממשיכים החוקרים לחקור את השיטה ואת האפשרות לפתח אלקטרודות שיתאימו לטיפול לא פולשני בבני-אדם.
החיים עצמם:
פרופ’ יעל מרדור, בת 57, היא פיזיקאית גרעינית, גרושה ואמא לשני ילדים, בת 28 ובן 24. היא החליטה להתמקד בחקר גידולי מוח והדמיה בעקבות מקרי סרטן מרובים במשפחתה. בשעות הפנאי שלה היא נהנית לרקוד ולצעוד בים.
ד”ר יצחק קופר, בן 44, הוא ראש קבוצת מחסום דם-מוח במרכז למדעי המוח ע”ש סגול במרכז הרפואי שיבא. הוא נשוי למדענית ואבא לשלושה ילדים, בני 12, 10 ו-6. בעברו היה מהנדס מזון ובין השאר פיתח טעמים לחברת יופלה. כיום, כאשר הוא לא עוסק במדע, הוא משחק טניס להנאתו.
ד”ר שירלי שרבי, בת 42, נשואה לבן זוגה מהצבא ולהם שלושה ילדים, בני 14, 11 ו-5. היא התחילה את הקריירה שלה כמהנדסת חשמל ועבדה בהייטק. לאחר מכן למדה פיזיותרפיה ועבדה בשיקום נוירולוגי. לבסוף הגיעה למעבדה של פרופ’ מרדור ועברה אצלה מסלול ישיר לדוקטורט במדעי הרפואה. כיום היא חוקרת בכירה ומבינה שזה ייעודה. בזמנה הפנוי היא אוהבת לצלם.
ד”ר דוד לסט, בן 46, נשוי ואבא לשלושה ילדים בני 13, 11 ו-5, עלה מצרפת ב-2006. עשה דוקטורט ופוסט-דוקטורט בהדמיה מוחית באוניברסיטת פריז-סקליי ובאוניברסיטת הרווארד, וכיום הוא חוקר בכיר במרכז לטכנולוגיות מתקדמות במרכז הרפואי שיבא ומומחה לעיבוד תמונה. בשעות הפנאי הוא אוהב לרכוב על אופניים.
יעל ברסלר, בת 39, היא בעלת תואר שני בפיזיותרפיה מאוניברסיטת בן-גוריון, נשואה ואמא לשני ילדים, בני 3 וחצי שנה. היא התחילה את הקריירה שלה כפיזיותרפיסטית בשיקום ובארבע השנים האחרונות עובדת על הדוקטורט שלה במדעי הרפואה באוניברסיטת תל אביב. בשעות הפנאי היא נהנית לקרוא, לטייל ולהפליג עם משפחתה.
עוד בנושא באתר הידען:
