ראיון עם פרופ' ליאור גפשטיין לרגל זכייתו בפרס ברונו
אין (דבר יותר) שלם מלב שבור, אמר הרבי מקוצק והלחינה יפה נעמי שמר, אך בפועל כנראה שאין הדבר כך.
לרקמת שריר הלב יכולת שחזור מוגבלת ולכן כל נזק לתאי שריר הלב בזמן אוטם שריר הלב, הינו בלתי הפיך ועלול להוביל להתפתחות של אי ספיקת הלב. תסמונת אי ספיקת הלב אחראית ליותר אישפוזים מכל מקרי הסרטן ביחד. אומר פרופ' ליאור גפשטיין, חוקר בביה”ס לרפואה בטכניון וקרדיולוג פעיל במרכז הרפואי רמב”ם. לדבריו כמחצית החולים הסובלים מאי ספיקת הלב מתים תוך חמש שנים, ולא מעטים נדרשים להשתלת לב, איבר שנמצא כמובן במחסור תמידי. במעבדה לאלקטרופיזיולוגיה של הלב ורפואה רגנרטיבית בראשותו של פרופ' גפשטיין עמלים מספר חוקרים וכן סטודנטים מצטיינים על מגוון של פתרונות, שונים זה מזה, אך לכולם מטרה אחת – לאפשר שיקום הרקמות הפגועות באמצעות השתלבות במהפכה של העשור האחרון – מהפכת תאי גזע והנדסת הרקמות.
לתאי גזע שתי תכונות עיקריות: היכולת להתחלק וליצור תאי גזע הזהים למקור ומצד שני היכולת להתמיין לסוגים שונים של תאים בוגרים. באדם הבוגר קיים מאגר של תאי גזע ברקמות רבות. תאים אלו האחראים להתחדשות מתמדת של רקמות דוגמאת רקמת העור, וכן ליצירת תאי הדם למיניהם. עם זאת, יכולת ההתמיינות של תאים אלו מוגבלת יחסית והם אינם יכולים להתמיין למגוון רב של תאים. במעבדתו של פרופ' גפשטיין חוקרים את יכולת ההתמיינות של סוג מיוחד של תאי גזע: תאי גזע עוברים אנושיים. מקורם של תאי גזע אלו הינו בתאים הראשוניים המתפתחים בעובר, כאשר בגיל שלושה ימים הוא נמצא במצב המכונה בלסטוציסט – מעין כדור שהמעטפת שלו תהפוך לימים לשליה, ומהפנים שלו (“שכבת התאים הפנימית”) יתפתחו כל האיברים של העובר. ב-1999 הצליחו קבוצת חוקרים בראשותו של פרופ' ג'יימי תומפסון מאוניברסיטת ויסקונסין ובשיתוף פעולה עם פרופ' יוסי איצקוביץ מהטכניון לבודד את “שכבת התאים הפנימית” ממספר בלסטוציסטים וליצור מהם את שורות תאי הגזע העוברים האנושיים הראשונים.
במעבדות אחרות מנסים להפוך את תאי הגזע העובריים לתאי כבד, לבלב ואחרים. במעבדה של פרופ' גפשטיין מנסים להפוך כמה שיותר מהם לתאי שריר הלב. “התאים הללו מהווים כלי מחקרי ייחודי שמאפשר לנו לשפוך אור על מסלולי האותות הקשורים בהתפתחות הלב. בנוסף רקמת הלב האנושית הנוצרת במעבדה מאפשרת לנו ללמוד כיצד יגיב הלב לתרופות חדשות לפני שמשתמשים בהם בניסויים קליניים על בני אדם. אולם המטרה ארוכת הטווח העיקרית של המעבדה הינה ליצור תאי לב חדשים שיאפשרו בעתיד להחליף את אלו שמתו בזמן אוטם שריר הלב וכך לשפר את תפקוד הלב הכושל.”
“התחלתי במחקר מיד כששמעתי מפרופ' איצקוביץ' על הפיתוח של תאי הגזע העוברים ותוך זמן קצר הצלחנו לגדל תאי לב אנושיים לראשונה במעבדה. בעבודה זו שהייתה פריצת דרך משמעותית גם הראנו שתאי השריר שנוצרו מתאפיינים בכל התכונות האופייניות של תאי לב. הם בטאו גנים וחלבונים ייחודיים לתאי לב, במיקרוסקופ האלקטרוני ראינו שיש להם מבנה של תאי לב, נרשמה בהם פעילות חשמלית אופיינית, והם פעמו מהר יותר בנוכחות אדרנלין.”
“השאלה הבאה אותה בחנו הייתה האם נוכל להשתמש בתאי הלב הנוצרים על מנת לתקן את הנזק הלבבי בעקבות אוטם. לשם כך ערכנו ניסויים נרחבים בתרביות רקמה וכן במודל של אוטם שריר הלב בחולדות. בניסויים אלו הראנו שתאי הלב המושתלים ידעו להסתנכרן עם רקמת לב הקיימת ואף לגרום לשיפור משמעותי בתפקוד הלב יחסית לחולדות שבהן לא הושתלו תאי גזע.”
עם זאת המכשולים העומדים בפני יישום קליני של טכנולוגיית תאי הגזע עדיין מרובים. קשה מאוד “לשכנע” את תאי הגזע להפוך דווקא לתאי לב, ובוודאי זו תהיה בעיה כאשר נרצה לייצר מיליוני תאים למטרת ריפוי. בעיה נוספת היא הדחייה החיסונית הצפויה בעקבות השתלת תאים אלו. פתרון ייחודי לבעיה האחרונה מצוי בתגלית של מדען יפני בשם ימאנאקה שהצליח לתכנת מחדש תאי עור בוגרים ולהקנות להם את התכונות של תאי גזע עובריים. כיום משתמשים בטכנולוגיה ייחודית זו של יצירת תאי גזע מושרים גם במעבדתו של פרופ' גפשטיין ולאחרונה הצליחו בדרך זו להוביל ליצירת תאי לב מתאי עור של נבדקים. החזון הוא שאדם שצריך לעבור שיקום לב יגיע למרפאה, יקחו ממנו דגימות עור, ייצרו מהם תאי גזע וישתילו אותם בהתאם לצורך ולאופי הפגיעה. בטווח הקצר יותר תאפשר יכולת זו ליצור במעבדה מודלים מחקרים של מחלות גנטיות שאין לנו כיום אפשרות לחקור אותם.
פרופ' גפשטיין מעריך כי גם בעוד חמש שנים הוא יימצא באותו התפקיד. “אולי בעוד עשור נתחיל לראות ניסויים קליניים בטכנולוגיות הללו ועשור נוסף עד שהם יהפכו למעשיים. עם זאת כבר בשלבים מוקדמים נוכל להשתמש בטכנולוגית תאי הגזע לאפליקציות נוספות.”
“הרקע שלי כרופא חוקר, העוסק גם בקרדיולוגיה וגם במחקר בסיסי, הוא חיה די נדירה בארץ. היתרון בכך הוא באפשרות לשאול שאלות שבאות מחיי היום יום כרופא. כאשר צצה בעיה קלינית שאין לה פתרון ניתן להשתמש בכלים של המחקר הבסיסי כדי להבין אותה יותר טוב, ולמצוא פתרונות. בארה”ב התחום מאוד מפותח והוא מקדם שם את המדע והרפואה כאחת. לצערי, מודל הרופא-חוקר מאוד מוזנח בארץ בעיקר בשל העדר משאבים וחבל.
ברמת החברה הישראלית חייבים לשנות את סדרי העדיפויות ולהשקיע בחינוך מהיסודי ועד האוניברסיטאות כדי שהמודל של הילדים יהיו מדענים ולא ידוענים. כמו כן צריך להיזהר מהטיית התקציבים ממחקר בסיסי ליישומי, כי עתיד המדינה תלוי במחקר הבסיסי.
אודות
פרופ' ליאור גפשטיין הוא פרופסור חבר במחלקה לפיזיולוגיה וביופיזיקה, פקולטה לרפואה, הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל. הוא קיבל בטכניון תואר ד”ר לרפואה ב- 1996, ותואר ד”ר לפילוסופיה בשנת 1999. לאחר תקופה של מחקר פוסט-דוקטורלי באוניברסיטת קליפורניה, סן פרנסיסקו (אז גם זכה במלגת רוטשילד) הוא חזר לטכניון והקים את המעבדה לאלקטרופיזיולוגיה של הלב ורפואה רגנרטיבית.
ראיונות עם ארבעת הזוכים התפרסמו בחוברת מיוחדת שיצאה לכבוד טקס הענקת הפרס
