חוקרי הטכניון פיתחו ננו־חלקיקים המדמים מקרופאגים ומשפיעים על סביבת הגידול במקום לשאת תרופה. בניסויים בתרביות תאים ובעכברים הם עיכבו גידולי סרטן שד מסוג Triple Negative ושינו את פעילות תאי החיסון סביבם
טכנולוגיה חדשנית שפותחה בטכניון עשויה להוביל לשינוי מהותי בפרדיגמה הטיפולית בסרטן. חוקרי הטכניון פיתחו ננו־חלקיקים מתקדמים שמצליחים לבלום גידולים אגרסיביים של סרטן השד – מבלי לשחרר אפילו מולקולת תרופה אחת. החלקיקים פועלים באינטראקציה חכמה עם מערכת החיסון ומשנים את כללי המשחק באמצעות מסר ביולוגי שהם מעבירים לסביבת הגידול ולתאי מערכת החיסון.
את המחקר שפורסם בכתב העת המדעי היוקרתי ACS Nano הובילה הדוקטורנטית עופרי ויזנבליט בסיועה של הדוקטורנטית רוואן מחאג'נה ובהנחיית ד"ר אסף זינגר – ראש המעבדה לננו-הנדסה בהשראת הטבע ופיתוח טכנולוגיות רפואיות בפקולטה להנדסה כימית ע"ש וולפסון.
סרטן שד מסוג Triple Negative נחשב לאחד מסוגי הסרטן האלימים והקשים ביותר לטיפול. הוא מאופיין בהתפשטות מהירה ובעמידות גבוהה לטיפולים קונבנציונליים. הפרדיגמה החדשה שמציגים חוקרי הטכניון מבוססת על גישה מהפכנית: במקום מתקפה על תאי הסרטן עצמם – השפעה על הסביבה שבה הם מתקיימים ומתפתחים.
תאי הסרטן מגייסים את תאי מערכת החיסון לצידם
לתאי סרטן יש מגוון "אסטרטגיות" להתחמקות ממערכת החיסון שאמורה לזהותם ולהשמידם. אחת המרכזיות שבהן היא גיוס תאי מערכת החיסון לצידם. במצבים אלה, תאי דם לבנים מסוג מקרופאגים – שאמורים להגן על הגוף – "נחטפים" על ידי הגידול, תומכים בצמיחתו ומונעים ממערכת החיסון לתקוף אותו ביעילות.
הננו־חלקיקים שפיתחו חוקרי הטכניון קרויים MPsomes ופועלים כפיתיון ביולוגי: הם מתחרים עם תאי מערכת החיסון על אתרי הקישור בסביבת הגידול וחוסמים את דרכם של התאים המזיקים אל הגידול.
החלקיקים נבדקו בתרביות תאים ובמודלים פרה-קליניים של עכברים בסרטן שד מסוג Triple Negative. תוצאות הניסויים הראו כי החלקיקים מצטברים בסביבת הגידול בריכוזים גבוהים במיוחד ומעכבים את צמיחתו ביעילות שאינה נופלת מזו של טיפולים קיימים. יתרון נוסף שהדגישו החוקרים הוא יכולת הייצור: התהליך שפותח בטכניון מאפשר הכנה של כ־20 מ"ל ננו־חלקיקים בדקה (כ־1.2 ליטר בשעה)! יתרה מכך, בסיס החלקיקים מורכב מחומרים שברובם מוכרים כבטוחים לשימוש (Generally Recognized as Safe) על ידי ה־FDA, נתון שעשוי להקל על המעבר לניסויים קליניים ומהם לשימוש רפואי.
התוצאות היו מפתיעות במיוחד: בניסויים בעכברים, החלקיקים לא רק הצטברו בגידול, אלא גם עיכבו את צמיחתו באופן הדומה להשפעת טיפולים אימונותרפיים מתקדמים המאושרים כיום לשימוש קליני – וכל זאת ללא תרופות, ללא כימותרפיה וללא נוגדנים.
הפיכת צד
"זהו שינוי תפיסתי," מסבירים החוקרים. "היעילות הטיפולית אינה נובעת משחרור חומר פעיל אלא מהמידע הביולוגי שמקודד על פני השטח של הננו־חלקיק." במילים אחרות, עצם האינטראקציה עם מערכת החיסון היא שמפעילה את האפקט הטיפולי.
מעבר לבלימת הגידול הראו החוקרים כי החלקיקים משנים את הרכב תאי החיסון בסביבת הסרטן: פחות תאים שמעודדים את התפתחות הגידול ויותר תאים שתוקפים אותו. בנוסף, לא נצפו סימני רעילות באיברים חיוניים.
המחקר נמצא עדיין בשלב פרה־קליני ונוסה במודלים של עכברים בלבד. עם זאת, החוקרים מקווים שבעתיד יהיה אפשר להתקדם לניסויים קליניים ואולי לפתוח דלת לדור חדש של טיפולים בסרטן, כאלה שאינם מסתמכים על תרופות כלל.
ד"ר אסף זינגר, בוגר תואר ראשון בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון, ובוגר דוקטורט בפקולטה להנדסה כימית ע"ש וולפסון. הוא חזר לפקולטה להנדסה כימית ע"ש וולפסון כחבר סגל באוקטובר 2021 אחרי פוסט-דוקטורט בבית החולים Houston Methodist בטקסס. עופרי ויזנבליט, גם היא בוגרת הפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון, הצטרפה למעבדת זינגר מיד בתום התואר הראשון, והמאמר הנוכחי הוא חלק מעבודת הדוקטורט שלה.
"אומנם התמקדנו כאן בסוג מסוים של סרטן," מסכם ד"ר זינגר, "אך מדובר בפריצת דרך פרדיגמטית שעשויה לשנות את עולם הרפואה ולהוביל לפיתוח פלטפורמות טיפוליות חדשות, יעילות ובטוחות יותר, וכולי תקווה שנמצא את הדרך להגיע עם ההמצאה לקליניקה."
במחקר תמכו הקרן לחקר הסרטן בישראל (ICRF), הקרן הלאומית למדע (ISF), האיחוד האירופי (מענק ERC-Starting Grant), משרד החדשנות, המדע והטכנולוגיה (MOST), האגודה למלחמה בסרטן, מכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה בטכניון, וכן מלגות אלון וסיידן בננוטכנולוגיה ואופטואלקטרוניקה.
למאמר המדעי לחצו כאן
שאלות ותשובות קצרות
מה פיתחו חוקרי הטכניון?
ננו־חלקיקים המכונים MPsomes, שנועדו להשפיע על סביבת הגידול ועל תאי מערכת החיסון בלי לשאת תרופה פעילה.
באיזה סוג סרטן נבדקה הטכנולוגיה?
החלקיקים נבדקו במודלים של סרטן שד מסוג Triple Negative, הנחשב לסוג אגרסיבי וקשה לטיפול.
האם מדובר בטיפול שכבר נוסה בבני אדם?
לא. המחקר נמצא בשלב פרה־קליני ונבדק בתרביות תאים ובעכברים בלבד.
מה החידוש המרכזי במחקר?
החלקיקים אינם פועלים באמצעות שחרור תרופה, אלא באמצעות מסר ביולוגי על פני השטח שלהם, המשנה את תגובת מערכת החיסון בסביבת הגידול.
עוד בנושא באתר הידען:
