ננו צוללות כחול לבן

חוקר ישראלי פיתח ננו-צוללות המסוגלות לאתר תאים בודדים בגוף ולהחדיר לתוכם מולקולות המשנות את פעולת התאים. ההמצאה עשויה לספק טיפול במחלת קרוהן ומחלות אוטו-אימוניות אחרות, ובעתיד יכולה לשמש כאבן-דרך בריפוי מחלות כאיידס ומחלת הנטינגטון.

אחד החלומות הגדולים של מדע הרפואה הוא פיתוח תרופות ללא תופעות לוואי. אין זה דבר של מה בכך: כימותראפיה ללא תופעות לוואי, למשל, תשפר מאד את יכולת הטיפול בסרטן. דרך אחת להימנע מתופעות לוואי של תרופה היא להעביר את החומרים המועילים, ישירות לתאים אותם ברצוננו לקטול או לרפא. אבן-דרך בתחום הונחה לאחרונה על-ידי ישראלי – ד”ר דן פאר ושותפיו מבית הספר לרפואה של הארווארד – שהצליח לפתח צוללות זעירות – קטנות פי מאה מתאים אנושיים – המסוגלות להתמקד על תאים בגוף ולהזריק לתוכם את חומרי התרופה.

המצאתו של ד”ר דן פאר ושותפיו מבית הספר לרפואה של הארווארד, שהתפרסמה בשנה האחרונה בכתב-העת היוקרתי Science, עשויה להיות אחד הצעדים החשובים בדרך לריפוי ללא תופעות לוואי, ואפילו לריפוי מחלות שנחשבו עד עתה כחסרות-מזור, כאיידס ומחלת הנטינגטון. לפני חודשים ספורים, ד”ר פאר פתח את המעבדה לננו-רפואה בפקולטה למדעי החיים ובמרכז לננו-מדע וטכנולוגיה באוניברסיטת ת”א, שם הוא עובד על אפליקציות נוספות למערכת זו בתחומי הסרטן השונים ובמחלות דלקתיות ועל מערכות חדשות.

ההמצאה של ד”ר פאר מתבססת על ליפוזומים – כדורונים זעירים המורכבים מחומצות שומן ומצופים במולקולות המאפשרות להם לזהות תאים מסוימים ולחדור לתוכם, או להזריק לתוכם את תוכן הליפוזום. ניתן למלא את הליפוזום בחומרים שונים רבים, לפי רצון המתכנן – החל מרעלים שיכולים להרוג את תא המטרה וכלה ב- siRNA, פיסות של קוד גנטי המסוגלות לשנות את פעולת התאים בגוף.

למרות שחוקרים אחרים הצליחו לייצר בעבר ליפוזומים מוכוונים, הם לא יכלו לעקוף את מערכת ההגנה הטבעית של הגוף. מערכת החיסון מרגישה מיד בננו-צוללות הקטנות המוזרקות לזרם הדם, ופועלת בנחרצות לסילוקן ולפירוקן. הליפוזומים של פאר, לעומת זאת, מצופים בסוכרים הקיימים באופן טבעי בגוף, ואינם מזוהים על-ידי מערכת החיסון. בנוסף, הליפוזומים מצופים בחלבונים המסוגלים להיקשר לתאים החולים, וכך החלקיקים מתבייתים באופן סלקטיבי לתאים חולים.

אילו היה כל החידוש בהמצאת ליפוזומים חמקנים ומתבייתים, דיינו. אך פאר דאג למלא את הליפוזומים היחודיים שלו במולקולות המהוות את עתיד הרפואה, לדעת רבים וטובים בתחום. מולקולות ה- siRNA, שהנדסה והחדרה נכונה שלה לתוך התא יכולה לשתק גנים קיימים לפי בחירה. ה- siRNA עשויה לספק פתרון למחלות הנגרמות כתוצאה מפעולתם של גנים שעברו מוטציה, כמחלת הנטינגטון וסרטן, ואפילו מסוגלת (כפי שהראה מחקר מ- 2008) לעצור מחלות ויראליות, כגון HIV, באמצעות עצירת מנגנוני השכפול של הוירוס בתוך התאים. הבעיה היחידה היא שמולקולת ה- siRNA מתפרקת בקלות בזרם הדם, ולכן היא צריכה נשא שיביא אותה לתאים הנכונים, ואלו הננו-צוללות של פאר.

“אנחנו פיתחנו חלקיקים שבנויים מחומר מתכלה לחלוטין, שהגוף לא מזהה ולא מסוגל לפתח תגובה חיסונית כנגדם. החלקיקים הם כמו צוללות – מין מערכת הובלה – שמשייטות, מתבייתות מהר מאד על המטרה שלהן – אינטגרין הנמצא רק על תאי מערכת החיסון ובמיוחד תאי T של המעי.” מסביר פאר. “הראינו שברגע שהם נצמדים למטרה, הם נכנסים לתוכה ומשחררים את ה- siRNA לתוך התא. הראינו את זה בשימוש בהזרקה תוך ורידית, והיינו הראשונים שהראו שניתן לבצע מניפולציה בתאי מערכת החיסון באופן סלקטיבי ושהננו-חלקיקים יודעים להתביית רק לתאים אלו ולא לתאים אחרים.”

פאר ושותפיו למחקר הזריקו לעכברי מעבדה את הננו-צוללות, ש- 'תוכנתו' להיצמד לתאים במערכת החיסון של המעי ולהזריק לתוכם את ה- siRNA. בתוך תאי מערכת החיסון, המולקולה הקטנה הביאה להפסקת חלוקת התאים, ולא אפשרה להם לייצר תגובה דלקתית באיזור המעי. טיפול שכזה עשוי להיות יעיל במיוחד כנגד מחלת קרוהן, הנגרמת כתוצאה מפעילות יתר של תאי מערכת החיסון במעי. בנוסף, ניתן לתכנן את ה- siRNA כך שלא תשפיע על תאים אחרים, גם אם תגיע לתוכם בטעות. מדובר, למעשה, בתרופה ללא תופעות לוואי.

מה עתיד השיטה? פאר זהיר, אך אופטימי. “קשה לדעת מה יהיה, משום שעדיין אין שום מוצר בשוק. אבל כל הגילוי של ה- siRNA היה בשנת 1998, לפני קצת יותר מעשר שנים. זה מדע מאד-מאד צעיר… אני מקווה, כמו כל האחרים, שזה יוביל לפיתוח תרופות חדשות. יש הבטחה עצומה לתחום הזה. כרגע, חברות גדולות בעולם עובדות בתחום הזה על סרטן, על מחלות אוטואימוניות, מחלות נוירודגנרטיביות ועל מחלות הנגרמות ע”י הדבקה ויראלית כמו HIV, סארס, קדחת הנילוס וכו'.”

לפי פאר, המדע החדש של הננו-צוללות תופס תאוצה בכל העולם, ובמיוחד בישראל. “בננו-רפואה, אני חושב שישראל היא מעצמה, במיוחד בכיוון הרפואי. יש פעילות מאד גדולה בישראל. אחד מנשאי-הננו הרפואי הראשון בתחום הכמותרפיה – דוקסיל – הומצא בישראל, ע”י פרופ' יחזקאל ברנהולץ ופרופ' אלברטו גביזון מהאוניברסיטה העברית. יש עוד המון חוקרים אחרים – גם באוניברסיטה העברית, גם בתל-אביב, גם בטכניון ובבן-גוריון. בסה”כ אנחנו נחשבים למעצמה מפני שהמון מהדחיפה הזאת באה מישראל.”

גם כאשר יצאו לשוק התרופות הראשונות המבוססות על siRNA, סביר להניח שמחירן ירקיע שחקים, משום שעלות הייצור של siRNA גבוהה יחסית לתרופות שגרתיות. אך כדרכן של טכנולוגיות חדשות, יש סיבה להאמין שעם התפתחות שיטות עבודה חדשות, יימצאו פתרונות יצירתיים גם לבעיית העלות. האם העתיד צופן לנו תרופות לאיידס, לסרטן ולמחלות הגנטיות? ל- siRNA פתרונות.

הננורובוטים הראשונים יגיעו בעשור הבא. מה הם יידעו לעשות