רעיונות שישנו את העולם: אמצעי אבחון זולים על גבי פיסות נייר

בדיקה מהירה של נוכחות מחלות כמו אֶבּוֹלָה ושחפת יכולה להציל חיים במקומות נידחים ועניים

מאת פּרָאצִ’י פּאטֶל, הכתבה מתפרסמת באישור סיינטיפיק אמריקן ישראל ורשת אורט ישראל 24.01.2017

מטופלת מגיעה למרפאה כפרית באפריקה עם חום גבוה. התסמינים שלה מתאימים למחלות רבות: מטיפוּס קל ועד אֶבּוֹלָה. גם לו היה אפשר לערוך לה בדיקות דם, התוצאות היו מתקבלות רק כעבור כמה ימים. מה צריך הרופא לעשות: לתת לה אנטיביוטיקה או לשלוח אותה לבידוד?

חוקרים עובדים זה עשור על פיתוח אמצעי אבחון זולים על גבי פיסות נייר (בדומה לערכות ביתיות לבדיקת היריון) שיוכלו להציל חיים במצבים כאלה. הדור הראשון של אמצעי הבדיקה מן הסוג הזה מתקרב כעת לאִטו לשלב המסחרי. עמותה ששמה “אבחון לכול” ממתינה לאישור הגופים הרגולטוריים כדי להפיץ באפריקה ערכה לאבחון תפקודֵי כבד המבוססת על דגימת דם. חברת Intellectual Ventures הפועלת בבֶּלְוויוּ שבמדינת וושינגטון מפתחת במימון קרן ביל ומלינדה גייטס בדיקת מלריה רגישה ביותר, וגם כלי לאבחון שחפת על בסיס דגימת שתן. פול יֵגֶר, פרופסור להנדסה ביולוגית באוניברסיטת וושינגטון, מפתח בדיקת דם רגישה לזיהוי חלבון נגיף האֶבּוֹלָה. אף אחד מן ההתקנים האלה אינו עולה יותר מכמה דולרים או מצריך הכשרה מיוחדת.

במרכזם של כלי האבחון האלה מצויות רצועות נייר שבהן חרותות או מוטבעות תבניות המשמשות להפרדה, לריכוז או לערבוב של נוזלים. נייר מטבעו סופג נוזלים כמו דם ושתן בשל תופעה הקרויה זרימה קָפִּילָרִית, או נימיוּת. הדגימות עוברות אפוא דרך הנייר בכוחות עצמן כשהתבניות שעל הנייר מכוונות את נוזל הדגימה לאזורים שבהם הוא עובר את הדילולים הנחוצים ואת התגובות הכימיות המאפשרות זיהוי של מחוללי־מחלה. לדוגמה, בהתקן לבדיקת תפקודי הכבד של “אבחון לכול” יש מסנן החוסם תאי דם אדומים ומאפשר רק לפלזמה להמשיך לשכבת נייר תחתונה, שבה מצויים חומרים המגיבים עם אנזימים המעידים על נזקי כבד. דרגת שינוי הצבע בנייר מעידה על רמת האנזימים האלה בדמם של הנבדקים.

בדור הראשון של מכשירי הבדיקה מבוססי הנייר, ייעשה זיהוי המחלות בדרך כלל באמצעות איתור מולקולות ייחודיות הנוצרות בגוף בעת הזיהום או על ידי החיידקים גורמי המחלה, אבל בשלבים מאוחרים יותר ייתכן שיפתחו גם אמצעי בדיקה שיזהו באופן ישיר את הדנ”א של מחוללי־המחלה עצמם. התקנים מסוג זה, המכונים בדיקות של חומצות גרעין, יאפשרו לרופאים לזהות מחלות במדויק כבר בשלביהן המוקדמים ביותר. יֵגֶר, יחד ג’ורג’ ווייטסיידס, פרופסור לכימיה מאוניברסיטת הרווארד, וחוקרים אחרים, עובדים על פיתוח משלהם של בדיקות חומצות גרעין מבוססי נייר. יֵגֶר מפתח אמצעי בדיקה ביתי לאיתור חומצות הגרעין של נגיף הזיקה והגיש בקשה למימון פיתוח אמצעי בדיקה מהירים וזולים לזיקה, לקדחת דנגי ולקדחת צהובה.

בפני החוקרים עדיין ניצבים אתגרים טכניים, אך לדבריהם, המכשול הגדול ביותר הוא המכשול הפיננסי. חברות התרופות אינן רואות רווחים גבוהים ממתקנים שעלותם נמוכה כל כך, ולכן רוב המימון מגיע מגופי ממשל ומקרנות פרטיות. “אנחנו וחוקרים אחריהם הראינו שהטכנולוגיה פועלת,” אומר ווייטסיידס. “הרבה תלוי בהצלחתנו להתגבר על המכשול האחרון – הפיכת הטכנולוגיה למסחרית.”