מודל גרהם

סופי גרהם, דוקטורנטית במסלול כפול המשותף לטכניון ולאוניברסיטת לייבניץ, מפתחת טכנולוגיה חדשנית לבדיקות מהירות של סמני מחלה

היום הבינלאומי לנשים ונערות במדע חל היום, אבל אצל סופי גרהם, ובקרוב דוקטור x2, כל יום הוא הוא יום של מדע.

סופי, דוקטורנטית בפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון, נמצאת כעת בתהליך סיום של שני תוארי דוקטור במסלול כפול יוקרתי המשותף לטכניון ולאוניברסיטת לייבניץ בהנובר שבגרמניה, תחת הנחייתם של פרופ' אסתי סגל ופרופ' תומס שפר. באמתחתה מספר רב של מאמרים חדשניים ושיתופי מחקר בינלאומיים.

לתחום הביוטכנולוגיה נחשפה סופי עוד בתיכון, שם למדה בבית ספר מקצועי מדעי והרחיבה במגמות הביוטכנולוגיה, כימיה ופיזיקה. "אני אוהבת את השילוב של ההנדסה והטכנולוגיה עם המדע הביולוגי והכימי הבסיסי ואת האפשרויות היישומיות הרפואיות שבתחום זה. היה לי ברור שאלך בעקבות התשוקה שלי וארחיב את לימודיי במוסד ההנדסי הטוב ביותר בארץ."

את התואר הראשון היא סיימה בפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון בהצטיינות יתרה, ועוד בתחילתו הצטרפה למעבדתה של פרופ' סגל כעוזרת מחקר לפיתוח של חיישנים ביולוגיים המבוססים על סיליקון נקבובי. את התואר השני המשיכה תחת הנחייתה, עוד בזמן התואר הראשון, ועד מהרה עברה למסלול ישיר לדוקטורט. שיתוף הפעולה המחקרי עם פרופ' תומס שפר בגרמניה הוביל להצטרפותה למסלול של דוקטורט כפול. "מה שהניע את התהליך היה ביקור שלי בכנס שבו התעניינתי בעבודתה של חברת סגל במכון לכימיה תחת פרופ' שפר, ד"ר יאנינה בהנמן, ויזמתי שיתוף פעולה. זה קידם את הצטרפותי למסלול הדוקטורט הכפול. בפועל, זה אומר הרבה נסיעות לחו"ל למעבדות בגרמניה ושיתופי פעולה מחקריים פוריים. זה תרם לי המון. יצא לי להתנסות בסביבת מחקר אחרת עם תרבות שונה ולהכיר חוקרים מעולים. לאחרונה, שני מאמרים שעבדנו עליהם יחדיו התפרסמו בעיתונים מובילים."

המחקר שלה מתמקד בפיתוח חיישנים ביולוגיים המבוססים על סיליקון נקבובי. "הרעיון הוא שנוכל לקחת דגימה ממטופל, כגון דם או שתן, לבדוק אותה ישירות על החיישן ולזהות נוכחות של סמני מחלה, באופן די דומה לבדיקת הריון. הבסיס של החיישן הוא סיליקון נקבובי שהינו בעל מבנה דומה לספוג, עם נקבים ננומטריים – מבנה שמקנה לו הרבה מאוד יתרונות. התכונות האופטיות הייחודיות שלו מאפשרות לזהות בזמן אמת קישור של מולקולות לפני השטח שלו על ידי ניטור שינויים בתבנית החזרת האור."

למרות יתרונותיו של הסיליקון הנקבובי, חיישנים ביולוגיים מסוג זה לא הגיעו לכדי יישום בקליניקה בעקבות רגישות נמוכה יחסית. זה הרקע למחקר של סופי, שכלל הבנה בסיסית של הגורמים המגבילים חיישנים מסוג זה על ידי מידול מתמטי ופענוח הבדלים של סדרי גודל בין תוצאות ניסיוניות ותאורטיות. בעזרת המודל יכולנו גם להמליץ על קווים מנחים לבניית חיישנים מסוג זה (המאמר פורסם בכתב העת ACS Sensors). במקביל עבדנו על פיתוח שיטות להגברת רגישותם, למשל על ידי שילוב במערכות מיקרופלואידיות שמקטינות את ממדי החיישן לסדר גודל מיקרוני. זה מאפשר לשלב מספר פונקציות יחד וליצור מעבדה קטנה על גבי צ'יפ בודד (lab-on-a-chip). במאמר שפורסם השבוע בכתב העת Microchimica Acta הראינו לראשונה אינטגרציה של החיישנים האלה במיקרו-תעלות פלסטיק המודפסות במדפסת תלת-ממד, דבר שמזרז משמעותית את תהליך הייצור של מערכות אלה לעומת השיטות הקונבנציונליות כיום."

כאישה נשואה ואֵם לשניים, שרק לאחרונה חזרה מחופשת לידה, היא אומרת ש"להיות אישה באקדמיה זה לעיתים מאתגר, שכן ההצלחה תלויה במידה רבה בכמות ההשקעה (כמו בכל תחום), וכאמא לשניים אין אפשרות להריץ ניסויים עד הלילה. מה עושים? לומדים להיות מאוד יעילים, בין אם זה לכתוב ולהגיש תזה תוך כדי חופשת לידה ובידוד של חודש עם הילדים, לשאוב חלב בזמני המתנה של ניסוי (כן, אני עדיין מיניקה), או לשבת לעבוד כשהילדים הולכים לישון. מצד שני, בעלי ואני מנהלים משק בית שוויוני כך שיש לי הרבה תמיכה שבלעדיה לא הייתי מצליחה. בנוסף, אני מקבלת הרבה השראה מנשים חזקות בתחום כמו המנחה שלי, פרופ' אסתי סגל, שלאורך השנים הראתה לי שאפשר לשלב בהצלחה קריירה ענפה באקדמיה עם חיי משפחה."

כרגע סופיה נמצאת בעיצומו של חיפוש פוסט-דוקטורט באירופה. "חלומי הוא לפתח כלים או טכנולוגיות רפואיות בעלות השפעה ואני חושבת שבאקדמיה יש הרבה חופש לגלות וללמוד, מה שמאפשר לייצר פיתוחים טכנולוגיים, ולראייה – כל חברות הסטרטאפ שהוקמו בעקבות מחקר אקדמי. לכן אני מקווה בעתיד לפתוח מעבדת מחקר משלי. אני נמצאת כרגע בתהליך של הגשת מלגות למימון חיצוני של הפוסט-דוקטורט ויש הרבה תמיכה לנשים בתחום הזה. מובן שהתהליך לא פשוט כשמדובר במשפחה עם שני ילדים, אבל אני דווקא רואה את זה כחוויה והזדמנות של פעם בחיים."

היום הבין-לאומי השישי לנשים ולנערות במדע, המתקיים היום, מוקדש השנה למאבק במגפת הקורונה. מועד זה, שנקבע על ידי האו"ם, נועד לקדם את מעורבותן של נשים במדע לאורם של שבעה-עשר יעדי האו"ם לפיתוח בר-קיימא.