הגנום האישי ימופה בתוך חצי שעה

בעוד עשר שנים הרפואה תדע למנוע מחלות לפני התפרצותן, צופה הפרופ' לירוי הוד, מחשובי הביולוגים בעולם

מרית סלוין

הפרופ' הוד. "פניתי ל-19 חברות והצעתי להן לרכוש את המכשיר שפיתחתי לפענוח רצף הד-נ-א. אף אחת מהן לא היתה מעוניינת"

בשנת 2015 הרפואה תהיה שונה לחלוטין מהרפואה של היום. כיום, למשל, כאשר חולה מגיע למרפאה, האחות לוקחת ממנו דם לבדיקה ושולחת את המבחנה למעבדה, שם הלבורנט מבצע כעשרים בדיקות; את תוצאות הבדיקות החולה מקבל מהרופא כעבור כמה ימים. בעוד עשר שנים מתקן זעיר ידקור את האצבע וטיפת דם אחת תשמש לביצוע כאלף בדיקות. בתוך דקות יישלחו התשובות באמצעות הטלפון הנייד למחשב, שינתח אותן וישלח אי-מייל לחולה בנוסח "הכל בסדר. יש לחזור על הבדיקות בעוד שישה חודשים", או "יש לקבוע פגישה עם האונקולוג".

את התרחיש הזה משרטט הפרופ' לירוי הוד, נשיא המכון לביולוגיה מערכתית בסיאטל, שהיה אורח הכבוד בכנס הביוטכנולוגי הישראלי, שנערך לפני כחודש בתל-אביב. הוד היה מיוזמי פרויקט הגנום האנושי, ובשנים האחרונות הוא מקדם מגמה חדשה בביולוגיה, שתשנה לדבריו את עולם המדע והרפואה. שם המשחק הוא ביולוגיה מערכתית – הבנת הדרך שבה עובדות מערכות החיים.

כל מערכת – מכנית או טבעית – מורכבת מחלקים הפועלים יחד בשיתוף ובתזמון. הביולוגיה המערכתית מאפשרת להבין איך מתפקד הגוף האנושי באמצעות הבנת יחסי הגומלין בין מרכיבי היסוד שלו: הגנים והחלבונים. בעוד שהביולוגיה המסורתית מתמקדת בהבנת אופן פעולתו של גן בודד וחלבון בודד, או בפעולת הגומלין של כמה גנים וחלבונים, הביולוגיה המערכתית מבקשת להבין איך עובדות מערכות הבנויות מגנים או מחלבונים רבים.

לשם כך, אומר הוד, דרושים שני דברים – טכנולוגיות חדשות וחשיבה חדשנית. בשלושים השנים האחרונות הוא פיתח טכנולוגיות כאלה, אולם הופתע, כך הוא מספר, לגלות עד כמה מדענים המצויים בחוד החנית של המחקר אינם פתוחים לרעיונות חדשים. "התחושה שלי היא שביולוגים, ובעצם כל המדענים, נוטים להתנגד לשינויים", הוא אומר.

"בשנות ה-70 וה-80 המעבדה שלי פיתחה מכשירים חדשניים לקביעת רצף הד-נ-א והמבנה של חלבונים. כאשר הצעתי לנשיא המכון הטכנולוגי של קליפורניה ?(קלטק?), שבו עבדתי, לשווק את המכשירים האלה כדי שיהיו זמינים לקהילת המדענים, הוא אמר: 'אם אתה רוצה לשווק את המכשירים שלך, מוטב שתעשה זאת בעצמך'. פניתי ל-19 חברות והסברתי איך המכונות האלה ישנו את פני הביולוגיה. אף אחת מהן לא היתה מעוניינת".

בשל תרומתו לפענוח רצף הד-נ-א הוזמן הוד ב-1985 לפגישה, שבה דנו מדענים בכירים בשאלה אם להתחיל בפרויקט למיפוי הגנום האנושי. "12 המומחים שהשתתפו בפגישה הגיעו למסקנה שהפרויקט מסובך אך בר-ביצוע מבחינה טכנית, אבל הם היו חלוקים בשאלה אם זה בכלל רעיון טוב. אני טענתי שהפרויקט הזה יחולל מהפכה בביולוגיה, אבל לא היה קל לשכנע בכך את המדענים האחרים. רובם היו לא רק ספקנים, אלא התנגדו בנחרצות לפרויקט גדול ומונומטלי". בסופו של דבר הוחלט רק ב-1988 לבצע את הפרויקט.

כשהוד החל לפתח את המכשיר לקביעת רצף הד-נ-א, הוא הבין במהרה שהדבר יצריך צוות של חוקרים מכמה דיסציפלינות – כימאי, מהנדס, איש מחשבים וביולוג. הוא פנה שוב לנשיא קלטק והציע להקים מחלקה בין-תחומית, "שבה צורכי הביולוגיה יכתיבו אילו אמצעים ממוחשבים לפתח", אומר הוד. "הנשיא הציע שאשכנע את חברי, אבל כל הביולוגים הטילו וטו על הרעיון". הוד עבר לאוניברסיטת ואשינגטון ובעזרת תמיכה של 12 מיליון דולר מביל גייטס הקים מחלקה למחקר בין-תחומי בביולוגיה. רבים מחברי המחלקה מובילים כיום פיתוחים ביוטכנולוגיים חדשניים.

לפני כחמש שנים עזב הוד את הממסד האוניברסיטאי ?("אוניברסיטאות, שהן בהכרח בעלות מבנה ביורוקרטי, לא מצליחות להסתגל במהירות לפרדיגמות חדשות", הוא מסביר?) וייסד את המכון לביולוגיה מערכתית בסיאטל. "במכון עובדים מדענים שהוכשרו בביולוגיה, כימיה, פיסיקה, הנדסה, מחשבים, מתמטיקה, רפואה, אימונולוגיה, ביוכימיה וגנטיקה. כולם מדברים בשפת הביולוגיה ומתמקדים בבעיות של הביולוגיה המערכתית", הוא אומר.

"הגישה של הביולוגיה המסורתית השאירה אותנו עם הבנה מוגבלת על תפקוד הגוף האנושי ועל הדרך שבה אפשר לנבא, למנוע ולרפא בעיות רפואיות", אומר הוד. "לביולוגים, לגנטיקאים ולרופאים יש הצלחה מוגבלת בריפוי מחלות מורכבות כמו סרטן, איידס או סוכרת, וזאת משום שהביולוגיה המסורתית בוחנת רק כמה היבטים של האורגניזם בעת ובעונה אחת. הביולוגיה המערכתית תשנה את הרפואה מן היסוד. היום הרפואה מחכה עד שמישהו יחלה לפני שמטפלים בו. רפואת העתיד תהיה רפואה מנבאת, מונעת ואישית, שמסתכלת לתוך הביולוגיה של הפרט כדי להעריך את סיכוייו לחלות ומציעה את הטיפול המתאים. היכולת לבחון את ההבדלים הגנטיים בין בני אדם שונים, ובהסתמך על כך להתאים טיפולים אישיים, תהיה לב לבו של המהפך ברפואה.

"באמצעות שימוש בכלים של הביולוגיה המערכתית, ניתן יהיה לקבל שני סוגי אינפורמציה. בדיקת המבנה הגנטי של אדם תאפשר לרופאים לנבא באופן מקיף את בריאותו העתידית; ובאמצעות בדיקת דם הם יוכלו להעריך את מצב בריאותו הנוכחי. קביעת הרצף הגנטי של כל אחד תיעשה באמצעות מתקן זעיר שיבדוק את רצף הגנום בתוך חצי שעה, בעלות של פחות מאלף דולר. אני מעריך שמכשיר כזה יהיה זמין בתוך עשר עד 15 שנים. הרצף הגנטי של כל אדם ישמש בסיס לבדיקה ממוחשבת על אופיו של כל אחד מ-30,000 הגנים שלו, ויאפשר ניבוי מחלות".

תוצאות הבדיקה הגנטית, יחד עם תוצאותיה של בדיקת דם מקיפה, שבה ייבדקו יותר מ-1,000 גורמים, יאפשרו לטפל במחלה עוד לפני שתתפרץ, אומר הוד. צוות המחקר שלו כבר הראה, למשל, שבסרטן הערמונית מופעלים גנים שבאים לידי ביטוי עוד לפני שהמחלה מתפרצת.

"אני חושב על מצב שבו רופא יוכל להגיד לאשה: 'יש לך סיכוי של 40% לפתח סרטן שד עד גיל 50, אבל אם תיקחי תרופה מסוימת בגיל 35, הסיכוי יירד ל-5%'. קרוב לוודאי שבחמש עד 15 השנים הבאות החוקרים שעוסקים בביולוגיה המערכתית יידעו להבדיל בין רשתות חיים תקינות לבין רשתות שהן לכאורה תקינות אך למעשה מובילות למחלה, ולזהות חלבונים ברשתות הפגועות, שאם יותקפו על ידי תרופה יוכלו להחזיר את הרשתות למצב תקין".

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

תגובה אחת

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן