חודש: פברואר 2016

במעבדה של פרופ’ יונינה אלדר בפקולטה להנדסת חשמל בטכניון מפתחים מערכת אולטרסאונד חדשנית זעירה ויעילה, המשדרת את הסריקות באופן מיידי לרופא המטפל. מערכת כזו תאפשר לבצע בדיקות אולטרסאונד באזורי אסון, במקרה של תאונות דרכים ובאזורים עניים שאין בהם תשתית רפואית, ולספק לצוות בשטח הנחיות רפואיות מרחוק על סמך הממצאים.

 

במעבדה של פרופ’ יונינה אלדר בפקולטה להנדסת חשמל בטכניון פותחה גישה חדשנית לבדיקות אולטרסאונד. מדובר במַתְמֵר (probe) משוכלל, המבטל את הצורך במכשירי האולטרסאונד הגדולים המוכרים לנו מהמרפאות ומבתי החולים. המתמר רוכש את המידע הרלוונטי בלבד, כדי שהסריקות שיתקבלו במכשיר הממוזער יוכלו לעבור דרך “ענן” לסמארטפון (או לטאבלט) של הרופא המטפל.
ד”ר שי ירדן טיימן, קרדיולוג מבית החולים שיבא, מסביר כי במקרה של פצועים בשטח, למשל, יספק הפיתוח “מידע בזמן אמת לרופא שאינו נמצא בשטח, ויאפשר לו להנחות את הפראמדיק שנמצא במקום. פיתוח זה יאפשר לטפל מרחוק גם בחולים בארצות מתפתחות בהנחיה של רופאים ישראלים.”
הדמיית אולטרסאונד היא אחת הבדיקות הנפוצות בעולם הרפואה. יתרונותיה: היא אינה פולשנית, אינה כרוכה בחשיפה לקרינה מייננת, אין בה סיכון ועלותה נמוכה יחסית. בדיקת האולטרסאונד מבוססת על גלי קול בתדר גבוה שאיננו יכולים לשמוע, ומכאן שמה העברי: “דִּמּוּת עַל־שִׁמְעִי”. במהלך הבדיקה מוצמד לגופו של הנבדק מתמר המשדר גלי קול, ועל פי דפוס הגלים המוחזרים נבנית תמונה של אברי הגוף הנסרקים. טכנולוגיה זו משמשת במגוון רחב של בדיקות רפואיות חשובות, ובהן הערכה של מצב העוּבר ברחם, בדיקת מוחו של התינוק דרך המַרְפֵּס (הרווח בין עצמות הגולגולת), אבחון איברים פנימיים, הערכה של זרימת הדם, אבחון בלוטת התריס, בדיקת לב ואיתור גידולים ודלקות.
בנוהל הקיים כיום מבוצעת הבדיקה במרפאות ובבתי חולים על ידי מתמר המחובר למכשיר אולטרסאונד גדול, מסורבל ויקר. ממצאי הבדיקה נאספים במחשב ומפוענחים על ידי רופא רדיולוג השולח את האבחון לרופא המטפל (רופא המשפחה, בדרך כלל). תהליך זה אורך כמה ימים תמימים, העשויים להיות קריטיים במקרים מסוימים.
העלאת תוצאות הבדיקה ל”ענן”, שבאמצעותו יכול הרופא המטפל לצפות בממצאים מהמכשיר הנייד שלו, עשויה לחסוך זמן רב, אולם עד כה נמנע הדבר בשל נפח המידע הנצבר בכל בדיקת אולטרסאונד. כמו כן, קצב רכישת המידע הגבוה במכשיר מצריך חיבור של המתמר למכשיר בכבל כבד ועבה.
החדשות הטובות הן שבמעבדת SAMPL, בראשותה של פרופ’ יונינה אלדר מפקולטה להנדסת חשמל בטכניון, פותחה מערכת המשנה באופן דרמטי את אופיין של בדיקות האולטרסאונד. ראשית, אלגוריתם חדש שפותח במעבדה מאפשר לדחוס את המידע כבר בשלב הסריקה הראשונית באופן שמאפשר את העלאתו לענן, וזאת בלי לפגוע באיכות התמונה ובלי לאבד מידע בדרך. שנית, המתמר החדשני שפותח במעבדה מייתר את הצורך במכשיר האולטרסאונד הגדול המשמש כיום במרבית המרפאות.

 

מעבדתה של פרופ’ יונינה אלדר מתמקדת בפיתוח שיטות חדשניות לעיבוד מידע תוך שימוש בחלק קטן מהמידע הנדגם בלבד. להקטנת כמות המידע הנדגם השלכות חיוביות דרמטיות מאוד: קיצור משך רכישת המידע ועיבודו, מיזעור המערכות והאצת פעילותן, צמצום ההספק החשמלי הנדרש וחיסכון כספי. ה”חוכמה” כאן היא כמובן מציאת דרכים לשיחזור המידע הראשוני אף שאינו מועבר בשלמותו בתהליך זה. על כך עמלים חוקרי המעבדה, וכעת כאמור נרשם הישג דרמטי בתחום האולטרסאונד.

 

לסרטון המתאר את פעולתה של המערכת החדשה – לחץ כאן

חוקרים בטכניון פענחו את מנגנון האיחוי הבין-תאי, החיוני בתהליכי-חיים בסיסיים כגון היווצרות העובר (איחוי זרע-ביצית), התפתחות עוברית וצמיחה של רקמות כגון שריר ועצם. תהליך זה מעורב ככל הנראה גם בתהליכים דלקתיים וסרטניים. המחקר התפרסם בכתב העת Cell Reports.

פרופ’ בני פודבילביץ מהפקולטה לביולוגיה בטכניון, שהוביל את המחקר, מסביר כי “ברור שתהליך קריטי כל כך חייב להיות מבוקר היטב במרחב ובזמן. עם זאת, למרות חשיבותו, מנגנון הבקרה הזה עדיין לא פוענח במלואו, וזו היתה המשימה שלנו במחקר הנוכחי: הבנה של המנגנון הגנטי והתאי האחראי על בקרת האיחוי.”

איחוי בין-תאי (Cell-cell fusion) הוא תהליך שבו שני תאים נצמדים זה לזה, קרומיהם נפרמים באזור המגע ושני התאים הופכים לאחד. פרופ’ פודבילביץ, החוקר את המנגנון האמור כבר זמן רב, גילה בעבר כי השחקן המרכזי בתהליך הוא EFF-1 המהווה חלבון איחוי עוברי. לדבריו, “אנחנו מתייחסים אל החלבון הזה כאל פַּסָּל, שכן בתהליך הזה הוא מפסל תאים ואברים.”

במחקר הנוכחי, שנערך במעבדתו של פרופ’ פודבילביץ על ידי ד”ר קסניה סמורובה, התברר כי איחוי מוצלח מחייב נוכחות של EFF-1 בשני התאים המועמדים לאיחוי. יתר על כן, החוקרים גילו כי לצורך האיחוי צריכים חלבוני ה-EFF-1 משני התאים להיפגש באזור המגע בין התאים. עם זאת, כדי למנוע איחוי-יתר, הגורם לתמותה של האורגניזם כולו, חייבים חלבונים אלה להישמר רחוק מקרום התא ולהגיע אליו רק בשלב הרצוי. על המשימה הזו, גילתה ד”ר סמורובה, מופקדים שני חלבונים
( RAB-5 ודינמין) המרחיקים את EFF-1 בהתמדה מקרום התא.

המחקר הנוכחי בטכניון, כמו מחקרים רבים אחרים בתחום זה, בוצע על התולעת (נמטודה)
C. elegans. לתולעת זו יתרונות רבים מנקודת ראות מחקרית, ובהם היותה האורגניזם הרב-תאי הראשון שהגנום שלו רוצף במלואו. זוהי תולעת שקופה שאפשר לראות את אבריה בצילום לא פולשני. המחקרים ב-C. elegans, שהחלו בשנות השישים, כבר הובילו כמה פעמים לזכייתם של מדענים בפרס נובל.

“לאחר פענוח המנגנון ב- C. elegansבדקנו את פעולתו של eff-1 על תאים של זבובים ויונקים, והראינו שגם ברקמות האלה הוא מוביל לאיחוי. המשימה העתידית היא כמובן לבדוק את פעילותו של הגן הזה באדם, ולהבין אם באמצעות שליטה ברמת הביטוי של הגן החיוני הזה נוכל להתמודד עם בעיות פוריות, למנוע פגמים בהתפתחות העוברית, לבלום תהליכים דלקתיים וסרטניים ועוד.”

פרופ’ פודבילביץ, יליד מקסיקו, הגיע לישראל בתום לימודי התיכון. לאחר תקופת מגורים בקיבוץ ניר דוד הוא חזר למקסיקו, סיים את לימודי התואר הראשון במקסיקו סיטי והמשיך לתואר שלישי באוניברסיטת Yale ולפוסט-דוקטורט בקיימברידג’. לאחר נישואיו עלה לישראל ומאז הוא חבר סגל בפקולטה לביולוגיה בטכניון.

למאמר לחץ כאן

מדענים בטכניון גילו מנגנון לא ידוע בפעילות התא החי: הסתרה כאמצעי להשתקה גנטית. במחקר-ההמשך ייעשה שימוש בטכנולוגיות חדשניות של הדפסת DNA במטרה לפענח את “הדקדוק הגנומי”

פרופ’-משנה רועי עמית, חבר סגל בפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון, גילה קונספט חדש בפעילות התא: הסתרה כאמצעי להשתקה גנטית. כך מדווח כתב העת Nature Communications.

השתקה גנטית היא מונח ביולוגי שפירושו דיכוי פעילותו של גֶן על ידי התא. התא החי יודע “להדליק” גנים בתהליך שנקרא שיפעול, ו”לכבות” או לדכא אותם בתהליך שנקרא השתקה – על ידי פעילות ישירה של חלבון.

במחקר שערך לאחרונה גילה פרופ’ עמית כי לתא יש דרך נוספת להשתיק את הגן: באמצעות הסתרה פיזית, כלומר באמצעות חלבון המוֹנע אינטראקציה בין הגן לגורם המשפעל אותו. לדבריו, “אפשר לחשוב על החלבון המסתיר כמו על איש גבוה שיושב לפניך בקולנוע. דימוי אחר הוא ליקוי חמה. למעשה אנחנו מדברים כאן על מין ‘ליקוי חמה גנטי’: חלבונים מסוימים מתמקמים על מקטע ה-DNA בנקודה שמסתירה מהגן את הגורם האמור לשפעל אותו, וכך למעשה משתיקה את אותו גן.”

ההשערה של פרופ’ עמית נבדקה בשלוש דרכים: הדמיה ממוחשבת, ביולוגיה סינתטית וביואינפורמטיקה. במילים אחרות, המודל אומת הן בסימולציה והן בניתוח מקטעים גנטיים ממשיים. “אימתנו את המודל הזה בניסויים שביצענו על 60 רצפים גנטיים של חיידקים, וכך ביססנו את הקונספט החדש הזה. כעת אנחנו מבינים שמדובר במנגנון שהתפתח במהלך האבולוציה כאפיק-פעולה יעיל של השתקה גנטית.”

הקונספט החדש ייבדק באופן מעמיק ומקיף במסגרת מחקר נרחב שפרופ’ עמית מוביל. המחקר, זכה לתמיכה של 4 מיליון יורו מתוכנית ה–FET Open, הפועלת במסגרת תוכנית “הורייזן 2020” של האיחוד האירופי, ותומכת במחקר מדעי וטכנולוגי הצפוי להוביל לפיתוח טכנולוגיות חדשניות. בתכנית ישתתפו 5 קבוצות מחקר מישראל ומאירופה שיפעלו לפענוח עקרונות הפעולה של הקוד הבקרתי בחיידקים, שמרים וזבובים.
“הקוד הבקרתי הוא מעין שפת תכנות שבאמצעותה שולט הגנום בביטוי הגנטי בהיבטים של מיקום, עיתוי ועוצמה”, מסביר פרופ’-משנה עמית. “במסגרת המחקר ייעשה שימוש בטכנולוגיות חדשניות של הדפסת DNA כדי לכתוב מחדש את הקוד ולבדוק את הפלט של התוכנות הסינתטיות בתוך תאים חיים. באמצעות כתיבת עשרות אלפי רצפי בקרה סינתטיים מקווים החוקרים לפענח את עקרונות הדקדוק של שפת התכנות של הגנום.”

למאמר המלא לחץ כאן

 

יום פתוח בטכניון 18.02.2016

במסגרת היום הפתוח תוכלו לקבל ייעוץ בנושא רישום ואפשרויות קבלה לטכניון,אפשרויות לשיפור ציון הסכם, מסלולי הלימודים.
(אין צורך ברישום מראש. מומלץ להביא גיליון ציוני בגרות)
מידע לגבי המכינה הקדם-אקדמית יינתן ביום הפתוח במדור ייעוץ למועמדים ולא בבניין המכינה.
לפרטים נוספים על היום הפתוח: http://goo.gl/QlPjfL

 

מחקר שנערך בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון ובמרכז הרפואי “כרמל” מגלה קשר מובהק בין שימוש בטלפון סלולרי לפגיעה באיכות הזרע של המשתמש. גברים המדברים בטלפון הסלולרי במשך יותר משעה ביום מכפילים את הסיכון של פגיעה בריכוז הזרע; גם דיבור בזמן הטענת המכשיר ונשיאתו בקרבת המפשעה גורמים נזק דומה.

איכות הזרע הגברית, היורדת בהתמדה בארצות המערב, אחראית ל-40% מבעיות הפריון בקרב זוגות. הידע המחקרי שנצבר בנושא זה מגלה כי איכות הזרע מושפעת מגורמים גנטיים מוּלדים אבל גם ממשתנים סביבתיים. אחד מהם הוא השימוש המתרחב בטלפונים סלולריים.

מחקרים רבים שעסקו בשאלת הקשר בין איכות הזרע לקרינה הנפלטת מטלפונים סלולריים העלו מסקנות שונות ולא אחידות, שכן הם בוצעו בתנאים שונים (ניסויי מעבדה ברקמות, ניסויים בחיות מעבדה ועוד) ולא תמיד התייחסו למכלול המשתנים הרלוונטיים.

לאחרונה נבדק קשר זה באופן מקיף ומעמיק במחקר שנערך בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון ובמרכז הרפואי כרמל. המחקר נערך במסגרת עבודת ה-MD של ד”ר יוליה שיינפלד ובהנחייתה של פרופ’-חבר קליני מרתה דירנפלד, מנהלת היחידה לפוריות והפריה חוץ-גופית במרכז הרפואי כרמל.

המחקר התייחס לטווח רחב של משתנים הקשורים להרגלי השימוש בטלפון הסלולרי ולאיכות הזרע על פי הפרמטרים שקבע ארגון הבריאות העולמי (WHO) בשנת 2010. אוכלוסיית המחקר כללה 106 גברים שעברו הערכה ביחידה לפריון והפריה חוץ-גופית בשנים 2011-12. המשתתפים מילאו שאלונים מפורטים הכוללים נתונים ומאפיינים דמוגרפיים, מצבים רפואיים העשויים להשפיע על איכות הזרע, והתייחסות רחבה ומפורטת מאוד לאופן השימוש במכשיר הסלולרי: כמה זמן מדבר המשתמש בטלפון מדי יום, היכן הוא נושא את המכשיר, האם הוא מקיים שיחות באזורים עם קליטה ירודה ובזמן טעינת המכשיר, וכיו”ב. בתום איסוף הנתונים נבדק הקשר בין המשתנים הבלתי תלויים (הרגלי השימוש בטלפון) לתוצאות איכות הזרע.

תוצאות המחקר מצביעות על קשרים סיבתיים מובהקים: דיבור בטלפון סלולרי מעל שעה היום, ודיבור במכשיר בעת שהוא מחובר למטען, מכפילים (מ-33.3% ל-66.7%) את הסבירות לירידה בריכוז הזרע. ריכוז הזרע ירד לרמה לא תקינה גם בקרב גברים שנשאו את המכשיר במרחק של פחות מ-50 ס”מ מן המפשעה; בקרב 47.1% מהם נמצא ריכוז לא תקין, וזאת לעומת 11.1% בלבד בכלל אוכלוסיית הגברים.

ד”ר אריאל זילברליכט, רופא נשים במרכז הרפואי כרמל וחבר סגל בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון, מסכם את הנתונים:
“לאור ממצאי המחקר מומלץ בהחלט לקצר את משך השיחות, לא לשאת את המכשיר בקרבת המפשעה, לא לישון לידו, לא לדבר בו בזמן הטענתו (למעשה, מוטב לכבותו בזמן ההטענה), ולהשתמש באוזניות או בדיבורית במידת האפשר.” החוקרים מדגישים כי נחוצים מחקרים נוספים, במדגמים גדולים, שיבדקו את נזקי הקרינה הסלולרית בהקשר של פוריות הגבר.

למאמר:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1472648315003004

WellToDo פיתחה, על בסיס טכנולוגיה שמקורה בטכניון, שיטה חדשנית לסילוק מזהמים במים. השיטה צפויה לפתור בעיות מים חמורות בארה”ב.

AST והטכניון משקיעים בחברת WellToDo, שפיתחה טכנולוגיה לסילוק מזהמים במים. הטכנולוגיה של WellToDo, שמקורה בטכניון, הופכת מזהמים במים לחומרים לא מזהמים תוך שימוש בתהליך כימי חדשני. המדובר בטכנולוגיה מבטיחה, הצפויה לפתור בעיות מים חמורות בארה”ב. לאחרונה, נבחרה WellToDo על ידי חברת GE מבין מאות חברות, והוכרזה כאחת מבין שש חברות המובילות בעולם, בעלות טכנולוגיה חדשנית ומבטיחה בתחום המים.

הטכנולוגיה של WellToDo מתבססת על תהליך כימי אשר הופך את המזהמים שבמים לחומרים שאינם מזהמים. זאת בניגוד לטכנולוגיות קיימות, המפרידות את המים המזוהמים לשני זרמים: זרם עיקרי של מים נקיים וזרם משני המכיל כמות גדולה של מזהמים. טכנולוגיות אלה, במובן מסוים, אינן פותרות את בעיית הזיהום אלא רק מעבירות אותה למקום אחר. הטכנולוגיה של WellToDo היא השיטה היחידה הקיימת כיום לסילוק מזהמים במים בתהליך כימי שאינו מייצר חומרי לוואי או זרם משני מזוהם.

WellToDo הוקמה בשנת 2013 על בסיס הטכנולוגיה הייחודית שפיתחו פרופ’ משה שיינטוך וד”ר אורי מיטל מהפקולטה להנדסה כימית בטכניון. טכנולוגיה זו יעילה בסילוק מזהמים כגון חנקות, הנפוצים במי שתייה, ובמזהמים הנמצאים בשפכים של מכרות, תחנות כוח ומפעלי מזון ומשקאות.

החברה החלה את דרכה בתוכנית החממות של המדען הראשי, והוכיחה את יעילות הטכנולוגיה שלה בסילוק חנקות – המזהם הנפוץ ביותר במי התהום בישראל – מבארות. שתיית מים המכילים חנקות מעל הריכוז המותר עלולה לגרום מחלות קשות ואף תמותה בקרב תינוקות. הפיקוח על חנקות בישראל ובעולם מחמיר מאוד, לרבות השבתת בארות ומקורות מים שבהם ריכוז החנקות גבוה מהמותר. בעיית זיהום מקורות המים בחנקות חמורה מאוד בארה”ב ובעיקר במערב התיכון ובמדינות נוואדה וקליפורניה, שבהן החריפה הבעיה כתוצאה מבצורת קשה.

לאחרונה גייסה החברה כמיליון דולר מקבוצת החברות של א.שיצר כימיקלים באמצעות חברת הבת שלה, AST. AST כבר השקיעה בהצלחה בחברות המפתחות טכנולוגיות חדשניות לטיפול במים – חברות שמקורן באוניברסיטת בן-גוריון וב”מקורות”. הטכניון, כבעל מניות משמעותי בחברה, הצטרף לסבב ההשקעה באמצעות קרן ההשקעות הייחודית שלו ושמר על אחזקותיו בחברה. את ההשקעה ליוותה עו”ד מיטל כץ ממשרד עורכי דין פרימס, שילה, גבעון, מאיר.

הכסף שגויס ישמש לחדירה לשוק הבינלאומי, תוך התמקדות ראשונית בשוק האמריקאי, שם נמצאת החברה בעיצומו של פרויקט משמעותי להטמעת הטכנולוגיה בשיתוף American Water, חברת המים הגדולה בארה”ב. WellToDo מנהלת מגעים עם חברות תעשיתיות ותאגידי מים נוספים בארה”ב. בישראל משתפת החברה פעולה עם “מקורות” בהטמעת הטכנולוגיה.

מנכ”ל WellToDo חובב גילן אמר כי “ההשקעה של חברת AST והטכניון היא ציון דרך משמעותי עבור WellToDo. השקעה זו תאפשר לנו לפרוץ לשווקים שבהם קיים צורך משמעותי בטיפול במים, ובהן יש למערכות שלנו יתרון משמעותי. אנו מעריכים מאד את האמון שניתן בחברה.”

בעז שיצר, מנכ”ל AST, אמר כי “אנו רואים בטכנולוגיה של WellToDo טכנולוגיה מבטיחה, שתאפשר לנו לספק פתרונות פורצי דרך בתחום המים ללקוחות שלנו בארץ ובארה”ב ובמיוחד בסין ובהודו, שם אנו רואים התעניינות ערה בפלטפורמה ייחודית זו.”