אנטיביוטיקה ממוקדת

כתב העת PNAS: מערכת שפותחה בטכניון מאפשרת התאמה אישית מהירה ומדויקת של התרופה האנטיביוטית למטופל

 

פרופ' שולמית לבנברג

פרופ' שולמית לבנברג

אנטיביוטיקה היא אחת הדרכים היעילות ביותר לטיפול בזיהומים חיידקיים. עם זאת, השימוש הנרחב בתרופות אנטיביוטיות מאיץ התפתחות של זני חיידקים העמידים לסוגי אנטיביוטיקה ספציפיים. בשנת 2014 גבו זיהומים עמידים לאנטיביוטיקה (AMR) את חייהם של יותר מ-700,000 איש ברחבי העולם. זאת בנוסף להוצאה מצטברת של כ-35 מיליארד דולר בשנה בארה"ב לבדה.

טיפול מוקדם הוא מרכיב חשוב בהחלמה. על פי הערכות מבוססות, כל שעה של עיכוב במתן התרופה האנטיביוטית מצמצמת בכ-7.6% את שיעורי ההישרדות של מטופלים הסובלים מהלם זיהומי (septic shock). לכן, כדי לא להשאיר את המטופל נטול הגנה מספקים רופאים רבים למטופליהם, בזמן ההמתנה לתוצאות, אנטיביוטיקה "רחבה" במנות גדולות. תופעה זו מאיצה את היווצרותה של עמידות חיידקים לאנטיביוטיקה וכן פוגעת במיקרוביוטה – אוכלוסיית "החיידקים הטובים" הנמצאת בגוף האדם ומגנה עליו.

בהקשר זה מובנת חשיבותן של טכנולוגיות שיוכלו לזהות מראש את מידת העמידות של חיידק ספציפי לאנטיביוטיקה ספציפית. כאן נכנסת לתמונה המערכת החדשנית שפותחה בטכניון: SNDA–AST. מערכת זו מנתחת את עמידותם של החיידקים לסוגים ספציפיים של אנטיביוטיקה ובכך מאפשרת לצוות המטפל לבחור את הסוג היעיל ביותר, וזאת תוך זמן קצר הרבה יותר מהשיטות המקובלות. בנוסף, החוקרים הדגימו את יכולתה של המערכת לבדוק את החיידק ישר מדגימות שתן גולמיות, וכך לדלג על השלב של בידודם. במקרה של דלקת בדרכי השתן מדובר בקיצור הבדיקה בכמה ימים.

פרופ' משנה מורן ברקוביץ'

פרופ' משנה מורן ברקוביץ'

את המחקר הובילה דיקנית הפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון פרופ' שולמית לבנברג, והוא התבצע על ידי שלושה חוקרים במעבדתה: הדוקטורנט יונתן אבישר, הפוסט-דוקטורנטית דקל רוזנפלד והדוקטורנט תום בן אריה. המחקר נערך בשיתוף פרופ'-משנה מורן ברקוביץ מהפקולטה להנדסת מכונות בטכניון והדוקטורנטית מריאנה טרומן-רוזנטציב ובשיתוף ד"ר יובל גפן, ראש המעבדה המיקרוביולוגית בקריה הרפואית רמב"ם. הוא נערך במימון מענק קמין מטעם רשות החדשנות ומרכזי המצוינות I-CORE.

אבישר, יליד ארה"ב שהגיע לישראל כדי ללמוד בטכניון, מסביר: "בכל יום נערכות בכל בית חולים בישראל עשרות (או מאות) בדיקות שנועדו למפות את רמות העמידות של חיידקים מזהמים בדגימות שנלקחו ממטופלים. הבעיה היא שמדובר בבדיקה ארוכה מאוד, שכן היא מבוססת על משלוח הדגימה למעבדה, גידול תרבית של חיידקים בצלחת פטרי וניתוח התרבית. התהליך הזה מצריך דגימה גדולה יחסית ואורך בדרך כלל כמה ימים, בין השאר משום שיום העבודה במעבדות מוגבל לכשמונה שעות. השיטה שלנו, לעומת זאת, מספקת תוצאות מדויקות בזמן קצר על סמך דגימה קטנה הרבה יותר. ברור שתשובה מהירה יותר מאפשרת להתחיל את הטיפול מוקדם יותר ולשפר את מהירות ההחלמה."

ההתקן שפיתחו חוקרי הטכניון הוא צ'יפ שבתוכו מאות חורים זעירים בגודל ננו-ליטרי (ננו-ליטר הוא אלפית המיליליטר). לתוך כל אחד מהחורים מוכנסים חיידקים ספורים ואנטיביוטיקה ספציפית. זיהוי תגובת החיידק נעשה באמצעות סמן פלורוסנטי, כלים של עיבוד תמונה וניתוח סטטיסטי של הצבעים המתקבלים מהחיידקים בכל החורים הזעירים.

במחקר שבו נבדקו במערכת 12 תמהילים של חיידק-אנטיביוטיקה נמצא כי התוצאות, המתקבלות כאמור תוך זמן קצר, מדויקות ומאפשרות טיפול מוקדם ואפקטיבי בחיידקים גורמי הזיהום. לדברי אבישר, "השימוש בטכנולוגיה שפיתחנו מקטין בכמה סדרי גודל את גודל הדגימה הנדרשת, מקצר בכ-50% את זמן הסריקה, מצמצם משמעותית את שטחי המעבדה הדרושים לבדיקה ומוזיל את עלותה של כל בדיקה."

למאמר בכתב העת PNAS:

http://www.pnas.org/content/early/2017/06/20/1703736114.full

 

הדוקטורנט יונתן אבישר

הדוקטורנט יונתן אבישר