פיתוח של טלאי ביוני ללב

חוקרים מאוניברסיטת הרווארד הצליחו לפתח פיגומים אלקטרוניים ננומטריים שבתוכם ניתן לשלב תאי לב על מנת ליצור טלאי “ביוני” ללב. לאחר השתלתו, הטלאי הביוני מתפקד בדומה לקוצב לב – הוא מזרים גלים חשמליים לשם תיקון הפרעות בקצב לב, ואף יותר מכך

מדענים ורופאים הצליחו להשיג התקדמות ניכרת בעשורים האחרונים בתחום הטיפול בבעיות לבביות – במיוחד לאור הפיתוח בשנים האחרונות של הטכנולוגיה המכונה בשם “טלאים לבביים”, אוספים של תאי לב מהונדסים המסוגלים להחליף שרירי לב שניזוקו בעקבות התקפי לב. במאמר שפורסם זה מכבר בכתב-העת המדעי Nature Nanotechnology מדווחים חוקרים על בנייתם של פיגומים אלקטרוניים ננומטריים שבתוכם ניתן יהיה לשלב תאים לבביים ליצירת טלאי לב “ביוני”.
“אני חושב שההשפעה הגדולה ביותר תהיה, בסופו של דבר, בתחומים של החלפת רקמת לב פגומה בטלאי רקמה שהוכן מראש,” אומר החוקר הראשי. “במקום פשוט להשתיל טלאי מהונדס המבוסס על פיגום סביל, המחקר שלנו מרמז כי ניתן בעתיד יהיה להשתיל באופן כירורגי טלאי גמיש שאותו נוכל להתאים במדויק לשיפור ביצועיו”. “במסגרת מחקר זה, הצלחנו להראות כי ניתן לשנות את התדירות והכיווניות של אות מתקדם”, מסביר החוקר הראשי. “אנו מאמינים כי ההמצאה שלנו תהיה חשובה מאוד עבור הטיפול בהפרעות בקצב הלב ובמחלות לבביות אחרות”. בניגוד לקוצבי לב רגילים, מסביר החוקר הראשי, הטלאי הביוני – לאור העובדה כי הרכיבים האלקטרוניים שלו משולבים בתוך הרקמה עצמה – יכול לאתר הפרעות בקצב הלב בשלב מוקדם הרבה יותר, ולפעול במתחים חשמליים הרבה יותר נמוכים.

“אפילו לפני שהאדם מתחיל לחוות הפרעת קצב לב רצינית שגורמת לעיתים קרובות לנזק בלתי הפיך או לבעיות לב אחרות, ההתקן שלנו יוכל לאתר חוסר יציבות ראשונית ולהתערב בשלב מוקדם יותר,” מסביר החוקר. “ההתקן יוכל גם לבצע ניטור רציף של המשוב המתקבל חזרה מהרקמה ופעילותה”. הטלאי יוכל לשמש גם כאמצעי לניטור התגובות של הגוף בחשיפה לתרופות ללב, או לסייע לחברות תרופות למצוא את התרופות היעילות ביותר הנמצאות בשלב הפיתוח. בנוסף, הטלאי יוכל גם לספק מידע חשוב אודות רקמת הלב במהלך מספר תהליכים התפתחותיים, למשל – זקנה, איסכמיה (פגיעה באספקת הדם לאיבר) או התמיינות של תאי גזע לתאים לבביים בוגרים.
על אף העובדה כי הטלאי הלבבי עדיין לא הושתל בבע”ח, “אנו מעוניינים באיתור שותפים למחקר שכבר עכשיו חוקרים את הנושא של השתלת טלאים לבביים לשם טיפול באוטם שריר הלב במודל של מכרסמים”, אומר החוקר הראשי. “אני לא חושב שתהיה לנו בעיה לשלב את ההתקן שלנו לתוך מערכת פשוטה וקלה להשתלה”. בטווח הארוך, מאמין החוקר, הפיתוח של פיגומי רקמות ננומטריים מייצג פרדיגמה חדשנית לשילוב של רכיבים ביולוגיים עם רכיבי אלקטרוניקה למערכת אחת. החוקר טוען כי הודות למערכות מתקדמות של הזרקת רכיבי אלקטרוניקה ניתן יהיה אפילו להזריק טלאי לב דומים באופן פשוט וקל. “מאוד ייתכן כי בעתיד השיטה בכלל לא תתבצע במסגרת טלאי כירורגי, אלא שפשוט נבצע הזרקה כפולה של התאים ושל הפיגומים, ואלו יתארגנו יחדיו באופן ספונטני בתוך הגוף, כך שכל ההליך יהיה הרבה פחות פולשני מניתוח השתלה”.

הידיעה על המחקר

תקציר המאמר
פיגומים אלקטרוניים ננומטריים שבתוכם ניתן לשלב תאים לבביים לשם יצירה של טלאי לבבי ביוני. בתמונה מוצגים הפיגום הננו-אלקטרוני (בזהב) יחד עם התקני תיעוד (בסגול) והמרצה (בירוק) ורקמת הלב (באדום) [באדיבות Lieber Group/Harvard University]