חיבור בין חוקרים בטכניון לעמותת Haifa3D הוביל לייצור של ידיים רובוטיות לילדים קטועי יד במסגרת “תנו לי יד בתלת-מימד”.
ילדים קטועי יד אינם זכאים בישראל לידיים תותבות חכמות אלא רק לפרוטזות אסתטיות שאינן מסייעות להן מבחינה תפקודית. הפרויקט המשותף ממלא את החוסר הזה ומספק לילדים – ללא תשלום – ידיים המותאמות להם אישית.
עמותת Haifa3D נוסדה בשנת 2013 על ידי ד”ר יואב מדן וד”ר יעקב מלינוביץ, שאליהם חבר הרופא ד”ר חזי שוטלנד. בטכניון מובילים את הפרויקט הדוקטורנט יאיר הרבסט, המסטרנטית שונית פולינסקי והסטודנט האורח דריק סיבקומרן משוויץ מהמעבדה לביו-רובוטיקה וביו-מכניקה בראשות פרופ’ אלון וולף.
לדברי שונית פולינסקי, “ההשפעה העיקרית של הידיים שאנחנו נותנים לילדים היא פסיכולוגית – מילדים הנחבאים אל הכלים הם נהיים גיבורי העל של הכיתה בזכות ידי סופרמן, ידי איירון מן וידי ספיידרמן, שהם הדברים הכי קולים בכיתה. במקום להחביא את היד מאחורי הגב הם מציגים אותה מלפנים בגאווה.”
“אנחנו רוצים להפוך את הסטודנטים שלנו למנהיגים – לא רק מנהיגים בטכנולוגיה, ביזמות, אלא גם מנהיגים בעלי השפעה חברתית, שישפיעו על החברה באמצעות הטכנולוגיה”. מסכם פרופ’ אלון וולף.
חוקרים בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט מציגים גישה חדשה להתגברות על התפתחות של עמידות לתרופות אנטי-סרטניות. את המחקר, שהתמקד במנגנוני העמידות האמורים במלנומה, הובילה קבוצת המחקר בראשות פרופ’ אמיר אורין מהמרכז המשולב לחקר הסרטן בפקולטה לרפואה ע״ש רפפורט וד”ר אמילי אביטן-הרש מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט ומחלקת העור ברמב”ם (במסגרת עבודת דוקטורט) בשיתוף עם פרופ׳ זאב רונאי ממכון סנפורד-ברנהם בקליפורניה.
פרופ’ אמיר אורין
המחקר הנוכחי, שהתפרסם במאמר בכתב העת Journal of Investigative Dermatology, השתרע על כל הספקטרום שבין מחקר לקליניקה – מהמולקולה הבודדת למערכות ניסוי בתרבית רקמה, מהן לעכברי מודל ועד הטיפול הקליני.
מלנומה היא הסוג הקטלני ביותר של סרטן העור, ובארה”ב לבדה צפויים למות מהמחלה במהלך 2020 כ-6,850 איש, רובם גברים. ברבים מהמקרים נובעת המחלה ממוטציה בגן בשם BRAF, המובילה להפעלת-יתר של אנזים המאיץ את התחלקות התאים. כיום כבר קיימות תרופות המעכבות אנזים זה וכך בולמות את התפתחות המלנומה, אבל יעילותן של תרופות אלה פחתה עקב התפתחות עמידות בתאים הסרטניים. עמידות זו נובעת בין היתר מכשל במערכת האוביקוויטין – מערכת שגילויה זיכה בשנת 2004 את הפרופסורים אברהם הרשקו ואהרן צ’חנובר מהטכניון בפרס נובל בכימיה.
מערכת האוביקוויטין אחראית לפירוקם של חלבונים משובשים וחלבונים מחוללי סרטן – פירוק החיוני לתפקודו התקין של הגוף. הבעיה היא שהגידול הסרטני יודע לרתום את החלבונים מחוללי הסרטן לצרכיו, בין השאר באמצעות אנזים בשם RNF4. במחקר קודם גילה פרופ’ אורין כי RNF4 תומך בתאים מחוללי הסרטן. יותר מכך, הוא הראה שסילוקו של האנזים בסוגי תאי סרטן שונים אכן פוגע בגידול ומצמצם אותו.
כעת גילו החוקרים כי פעילותו של אנזים זה תלויה בחלבון בשם eIF2α. ממצאי המחקר מראים כי ראשית, רמה מוגברת של RNF4 , שאינה אופיינית לגידולי עור שפירים, מאפיינת כ-40% מחולי המלנומה; ושנית, רמה גבוהה של RNF4 מסייעת לגידול ביצירת עמידות לטיפול התרופתי.
באמצעות הנדסת גנום ((gene editing הראו החוקרים כי eIF2α חיוני לפעילות הסרטנית של RNF4 , מגביר את יציבותו וממלא מקום חשוב במיוחד בהתפתחות עמידות לתרופות. בעקבות זאת הם מעריכים כי עיכוב של eIF2α יסלול דרכים להתגברות על בעיית העמידות ולהעצמת יעילותן של התרופות האמורות.
ד”ר אמילי הרש אביטן
במחקר היו שותפים תלמידי המוסמך יאמן אבו אחמד ואביטל אוקנין ויסמן ממעבדת אורין והפתולוג ד”ר יניב זוהר. במחקר תמכו קרן וולף, קרן פיין, מענק המחקר עתידים, המכון הלאומי לסרטן (NCI), הקרן לחקר הסרטן בישראל (ICRF), הקרן למחקר ישראל גרמניה ((GIF ומענק מחקר בסרטן ע”ש משפחת פלינקמן מרנדי.
פרופ’ אורין הוא ראש המעבדה ע”ש סטן ורות פלינקמן לחקר רשתות גנטיות בפקולטה לרפואה ע״ש רפפורט וחבר המרכז המשולב לחקר הסרטן בטכניון (TICC).
ד”ר אמילי אביטן-הרש היא מרצה בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט, חברת מכון המחקר התרגומי (CRIR) וסגנית מנהלת מחלקת עור בקריה הרפואית רמב”ם.
לציון ההכרזה על הקרן יתקיים כנס וירטואלי (webinar) משותף הפתוח לקהל הרחב. באירוע, שייערך היום – יום רביעי, 27 במאי ב-20:00 – יוצגו מחקרים ופיתוחים חדשניים של חוקרי הטכניון ורמב”ם בנושא הקורונה
הטכניון והקריה הרפואית רמב”ם מכריזים על הקמת קרן מחקר משותפת למען בריאות האדם, וזאת במסגרת סמינר וירטואלי (Webinar) שייערך הערב. הקרן תתמקד במחקר ובפיתוח טיפולים חדשים, דרכים לאבחון מהיר, פיתוח טכנולוגיות להגנה על הצוותים הרפואיים ועוד. פעילות זו מצריכה שיתופי פעולה בין-תחומיים-ובין מוסדיים המחברים רופאים, מהנדסים ומדענים.
את הסמינר הערב יפתחו נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון ומנהל הקריה הרפואית רמב”ם ד”ר מיקי הלברטל. השניים ידברו על השותפות בין שני המוסדות, שהתהדקה במהלך ההתמודדות עם התפרצות מגפת הקורונה בישראל. במסגרת שיתוף הפעולה בתקופה זו נערכו מחקרים משותפים של חוקרי הטכניון ושל צוותי רפואה מרמב”ם, ואלה הניבו כמה פיתוחים חדשניים שכבר סייעו בטיפול בחולים ובצמצום ההדבקה.
את האירוע ינחו פרופ’ רפי ביאר, נשיא האגודות הבינלאומיות של רמב”ם ומנהל רמב”ם הקודם, וסגן נשיא הטכניון פרופ’ אלון וולף.
האירוע הווירטואלי, הפתוח לקהל הרחב, יכלול הרצאות של שלושה צוותי מחקר משותפים שכבר מפתחים פתרונות אבחוניים ואחרים לאתגרים שמציבה מגפת הקורונה. בסיומו יוזמנו המשתתפים להפנות שאלות לדוברים. אלה המחקרים שיוצגו:
ערכה פורצת דרך לאבחון מהיר של COVID-19 על סמך דגימת רוק– ד”ר נעמה גבע -זטורסקי מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון ופרופ’ מיכל פאול, מנהלת היחידה למחלות זיהומיות ברמב”ם
שיטה חדשנית להאצת קצב האבחון באמצעות איגום בדיקות (Pooling) –
פרופ’ רועי קישוני מהפקולטה לביולוגיה בטכניון וד“ר מורן שוורצוורט-כהן, מנהלת המעבדה הווירולוגית ברמב”ם.
פרויקט COROBOT –פלטפורמה רובוטית שתופעל מרחוק על ידי הצוותים הרפואיים – פרופ’ גיל יודילביץ’ מהפקולטה להנדסת אווירונוטיקה וחלל בטכניון וד”ר נתי הורביץ, מנהל היחידה לאשפוז יום במערך ההמטולוגי ברמב”ם.
ד”ר מיקי הלברטל, מנהל הקריה הרפואית רמב“ם, אמר כי “בחודשים האחרונים עומד העולם מול משבר בריאותי המשפיע על כל תחומי החיים. גם משבר בממדים כאלה הוא הזדמנות. אחת מההזדמנויות שנוצרו היא התגבור המיידי של הרופא החוקר, הממציא והמהנדס מתוך מטרה משותפת להלחם באיום, על בסיס השותפות רבת השנים בין רמב”ם והטכניון. כך נוצרו חיבורים ופתרונות ברובד האבחנתי והטיפולי בקורונה – זוהי החוזקה של השותפות.”
פרופ’ אורי סיון, נשיא הטכניון, אמר כי “בעקבות התפרצות מגפת הקורונה נרתם הטכניון לבלימתה בכל החזיתות הרלוונטיות – התווית מדיניות, אבחון, טיפול מותאם אישית, בלימת מעגל ההדבקה והגנה על הצוותים הרפואיים. זאת באמצעות חיבור היכולות השונות שלנו, מבינה מלאכותית ומידול מתמטי ועד לאימונולוגיה, הנדסה כימית ורובוטיקה. לקשר ההדוק בין הטכניון לרמב”ם, ובאופן כללי יותר בין הרפואה להנדסה, ערך עצום בימי שגרה ובוודאי בימים אלה, כשכולנו מגוייסים למלחמה הדחופה בנגיף הקורונה ובהתפשטות המחלה.”
הטכניון העניק בפעם התשיעית את פרס ינאי למצוינות בחינוך האקדמי לחמישה מרצים מצטיינים ולפקולטה למדעי המחשב
טקס הענקת פרס ינאי למצוינות בחינוך האקדמי לשנת תשע”ט התקיים אתמול בטכניון במתכונת מצומצמת וללא קהל, בשל הנחיות משרד הבריאות. פרס ינאי מוענק משנת תשע”א, ועד כה זכו בו 69 חברי סגל וחמש פקולטות מצטיינות.
האירוע נפתח בברכותיהם של נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון ויו”ר אס”ט גב’ לינוי נגר שאול. לאחר מכם הוענקו התעודות לזוכים:
פרופ’ דן גייגר דיקן הפקולטה למדעי המחשב – פרס לפקולטה מצטיינת בחינוך אקדמי
מנחה הטקס, סגן הנשיא לקשרי חוץ ופיתוח משאביםפרופ’ אלון וולף, אמר כי “פרס ינאי מוקיר הצטיינות חינוכית בתוך האוניברסיטה ומחוצה לה כדי שהזוכים ופועלם ישמשו דוגמה והשראה לאחרים. בכך מביע הטכניון את מחויבותו למצוינות חינוכית בכלל ולשיפור הסביבה החינוכית והחברתית בקמפוס בפרט.”
“חשיבותו העיקרית של פרס ינאי היא בהיותו הצהרה של הטכניון על כך שאיכות ההוראה נמצאת גבוה בסדר העדיפויות שלנו,” אמר נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון. “מאז כניסתה של ההנהלה החדשה לתפקיד בסוף 2019 אנחנו דנים הרבה בדמותם העתידית של המהנדס, המדען והרופא שאנחנו רוצים לראות לנגד עינינו. מה שכבר ברור לנו הוא שברצוננו להקנות לסטודנטים שלנו השקפת עולם שתהיה רחבה הרבה יותר מהמקצוע עצמו, וזאת כדי שייצאו לעולם כמנהיגים המשפיעים על סביבתם.”
המשנה הבכיר לנשיא הטכניון, פרופ’ עודד רבינוביץ’, אמר כי “הפרס הזה אינו עוסק בהוראה אלא בחינוך למנהיגות מקצועית. הדגש על חינוך למנהיגות הוא אחת המהפכות שהקמפוס עובר כיום, ובתשע שנות קיומו של הפרס אנחנו רואים כיצד מעגלי ההשפעה שלו מתרחבים. סוכני השינוי של המהפכה הזאת הם אתם, הזוכים, ואין לי ספק שתמשיכו להשפיע לטובה על הקמפוס.”
“הלימודים בטכניון קשים ותובעניים,” אמרה יו”ר אגודת הסטודנטים בטכניון לינוי נגר-שאול, “אבל אפשר להצליח בלימודים, לחוות תהליך חינוכי ואפילו ליהנות מכל זה. זאת בזכות מרצים כמוכם שרואים במשימה הזאת שליחות אמיתית, יוצקים ערך מוסף חשוב מאין כמוהו ללימודים כאן והופכים אותנו למדענים ומהנדסים טובים יותר. בסמסטר האחרון עלו סוגיות רבות בנושא ההוראה מרחוק, ובהן השאלה אם יש תחליף לעמידה של מרצה מול סטודנטים. על כך ענה אחד הסטודנטים בטכניון: ‘אין תחליף ללמידה מקרוב, שבה אתה יושב ומסתכל למרצה בעיניים’.”
מדברי הזוכים:
“אני מעודד את הסטודנטים לבחור נושאים שקשורים לתחביבים שלהם, וכך סטודנט מוסיקאי פיתח אלגוריתם להלחנה אוטומטית וסטודנט חובב כדורגל כתב מערכת לחיזוי תוצאות משחקים בליגה האנגלית”. (פרופ’ שאול מרקוביץ).
“כאשר אני נהנה בהרצאה, הסטודנטים נהנים. כאשר אני מתלהב, הסטודנטים נדבקים בהתלהבות. אהבתי לחומר שאני מלמד עוברת בהשראה לסטודנטים. ההרצאה הופכת לחוויה”. (פרופ’ אביעד שפירא).
“היכולת שלנו לגעת בכל אחד מן התלמידים היושבים בכיתה היא אולי החשובה ביותר בתפיסת ההוראה שלי – כלי ההוראה המרכזיים שלי הם הראש והלב. אני מחויב תמיד לזכור שיושבים מולי בראש ובראשונה אנשים צמאי-ידע”. (פרופ”ח דן מרדכי).
“האור הניצת בעיני סטודנט, כשבעקבות ההסבר שלי לפתע גילה דבר חדש שלא ידע, או הבין דבר שהתקשה בהבנתו, גורם לי סיפוק אדיר. ההוראה שלי מתמקדת מחד בעידוד הלמידה מתוך הסקרנות ובהקניית המוטיבציה לחקור ולשאול שאלות, שהן המנוע של המדע”. (פרופ”ח יואב ליבני).
“לכל תלמיד ישנה היכולת להצטיין ולהגיע להישגים יוצאי דופן. למידה היא זכות גדולה וחוויה מהנה ומענגת. המרצה צריך ללמד את המקצוע שהוא אוהב – זה המתכון האולטימטיבי שיגרום למורה להשקיע רבות בקורס ולהמשיך לשפר בצורה מתמדת את תוכן הקורס ואת שיטות ההוראה”. (פרופ”ח נביה איוב).
“החזון החינוכי של הפקולטה דוגל בכך שתהליך ההוראה והלמידה יתבסס על כבוד הדדי ועל הכרה בשותפותם של הסטודנטים בתהליך זה. גם כשיושבים בכיתה יותר ממאה סטודנטים, כל אחד מהם הוא אדם שלם עם לחצים ורצונות ועם יכולות שהן בדרך כלל גבוהות בכל מדד אובייקטיבי.” (הפקולטה למדעי המחשב)
על משה ינאי
משה ינאי, בן כפר יחזקאל ובוגר הפקולטה להנדסת חשמל בטכניון (1975), הוביל בארבעת העשורים האחרונים כמה מהפכות בעולם אחסון המידע. בעקבות הצטרפותו לחברת EMC ב-1987 הוא הוביל מהלך שהפך את החברה מיצרן בינוני של הרחבות זיכרון מחשבים לחברה המובילה בעולם אחסון המידע לארגונים גדולים. הוא חזר על הצלחתו בשובו ארצה, בהקימו ב-2003 את חברת XIV שנרכשה ב-2007 על ידי IBM. היצירתיות של ינאי הובילה לרישום 40 פטנטים על שמו. הוא תרם רבות לקידום המחקר הטכנולוגי בטכניון ומחוצה לו, וסייע לחברות הזנק ישראליות. ינאי זכה למעמד היוקרתי של EMC Fellow ו-IBM Fellow.
המחקרים יעסקו בין השאר בשיפור טיפולים בסרטן ובריפוי פצעים בחולי סוכרת
ארבע קבוצות מחקר מהטכניון זכו במענקיISF לקידום רפואה ממוקדת אישית (רמ”א). זהו הסבב השני של המענקים שמקצה הקרן הלאומית למדע (ISF), ובמסגרתו הוענקו 16 מענקי מחקר בסכום כולל של כ-60 מיליון ש”ח לקבוצות מחקר מאוניברסיטאות בארץ. המחקרים הנבחרים יובילו להבנה מעמיקה של מחלות באדם ויקדמו את יישומן של גישות טיפוליות חדשות.
ארבע הקבוצות מהטכניון הן:
פרופ’ אייל גוטליב וד”ר קרן יצחק מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט עם עמיתיהם בשיבא – מרכז רפואי אקדמי. נושא המחקר: מניעת התפתחות עמידות לתרופות בתאי סרטן הלבלב.
דיקן הפקולטה לביולוגיה פרופ’ יורם רייטר עם עמיתים מרמב”ם: גישה חדשנית להתגברות על עמידות תאים סרטניים לטיפול, וזאת באמצעות תאי T מהונדסים.
פרופ’ שי שן-אור מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט עם חוקרות ממכון ויצמן ומרמב”ם: ניבוי התמודדות עם זיהומים על סמך הגיל החיסוני שלהמטופל.
פרופ’ אהרן בלנק מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך עם דיקנית הפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון פרופ’ מרסל מחלוף ופרופ’-משנה ירון פוקס מהפקולטה לביולוגיה: גישה מותאמת אישית לאבחון פצעים כרוניים בחולי סוכרת ולטיפול בהם באמצעות טיפול חדשני.
16 הצעות המחקר הזוכות בסבב הנוכחי נבחרו מתוך 75 הצעות שהוגשו במגוון רחב של נושאים הקשורים בביולוגיה של האדם והיבטיה הרפואיים. התוכנית מאפשרת הרחבה והעמקה של חקר הרפואה הממוקדת אישית בישראל באמצעות תמיכה במחקרים הצפויים להוביל לפריצות דרך עולמיות. ההצעות הזוכות נבחרו בתהליך תחרותי, על בסיס מצוינות מדעית, על ידי ועדת שיפוט בין-לאומית בראשות חתן פרס נובל לכימיה, פרופ’ רוג’ר קורנברג מאוניברסיטת סטנפורד. היקף המענקים בתוכנית הוא מהגבוהים הניתנים לחוקרים ישראלים על ידי גוף ישראלי.
תוכנית המחקר מתבססת על איגום משאבים בהשתתפות הוועדה לתכנון ולתקצוב של המועצה להשכלה גבוהה, משרד הבריאות, מיזם ישראל דיגיטלית של המשרד לשוויון חברתי, יד הנדיב וקרן משפחת קלרמן (בוסטון). התוכנית מתנהלת ומופעלת על ידי הקרן הלאומית למדע (ISF).
פרופ׳ יובל דור, יו”ר תחום ביולוגיה ורפואה בקרן הלאומית למדע, אמר כי “במחזור השני של התוכנית חזינו שוב בשפע תוכניות מחקר מצוינות, העוסקות בשאלות מהותיות לבריאות האדם וצפויות להביא לתובנות מדעיות ויישומים רפואיים חשובים.”
יו”ר ות”ת פרופ’ יפה זילברשץ אמרה כי “תוכנית רמ”א היא מקור לגאווה וסיפוק. עם סיום המחזור הראשון היה ברור שהתוכנית הצליחה מעבר למצופה. אין ספק כי תהיה לה תרומה אדירה לקידום המחקר והרפואה בישראל ובעולם”.
שי-לי שפיגלמן, ראש מטה ישראל דיגיטלית, אמרה: “המחקרים המעולים שזכו במחזור השני של התוכנית יחזקו את שיתוף הפעולה המצוין הקיים בין האקדמיה לבין מערכת הבריאות הישראלית. שיתוף פעולה זה עומד ביסוד המצוינות הישראלית בבריאות, והוא אחד הגורמים לכך שישראל עברה בהצלחה את הגל הראשון של מגיפת הקורונה.”
בשנה שעברה ניתנו המענקים לראשונה, ואלה חוקרי הטכניון שזכו בהם: פרופ’ רועי קישוני מהפקולטה לביולוגיה (פיתוח טיפול אנטיביוטי מותאם אישית לזיהומים בדרכי השתן), פרופ’ תומר שלומי מהפקולטה לביולוגיה (אבחון מוקדם של סרטן באוכלוסייה), פרופ’ עמית מלר מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית (ניבוי של מחלת רשתית) ופרופ’ יעל מנדל-גוטפרוינד מהפקולטה לביולוגיה (אבחון טרום-לידתי של מומים מולדים).
בפקולטה למדע והנדסה של חומרים בטכניון פותחה מסכת הגנה מפני נגיף הקורונה המחטאת את עצמה לשימוש חוזר. החיטוי מבוסס על חום המיוצר בשכבת סיבי פחמן בתוך המסכה באמצעות מטען חשמלי של טלפון נייד; על הפיתוח הוגש פטנט בארצות הברית
החודשים האחרונים הפכו את מסכת ההגנה לפריט חובה, וכולנו נחשפנו לסוגים השונים של המסכות ובראשן למסכה מסוגN95. לצד הריחוק הפיזי והשמירה על ההיגיינה נדרשנו להקפיד על שימוש במסכות. עם זאת, הרשויות הקפידו להבהיר שהשימוש במסכות חייב להיות נכון. בין השאר פירוש הדבר הוא שגם אם הצלחנו לשמור על המסכה נקייה ויבשה במשך היום, בסופו עלינו להחליפה.
הנחיות אלה, והצורך הדחוף במסכות לצוותים הרפואיים והפרא-רפואיים המטפלים בחולי קורונה, הובילו לביקוש פתאומי למסכות אלה ולמרדף אחר יצרנים וספקים בכל העולם. בארצות הברית, לדוגמה, נדרשות כ-3.5 מיליארדי מסכות כדי להתגונן במקרה של התפרצות חריפה של נגיף הקורונה – פי מאה ממספר המסכות הקיים שם בפועל. גם בישראל נוצר מחסור במסכות, שהחריף עם הכרזת משרד הבריאות על חובת השימוש במסכה.
במעבדתו של פרופ’ יאיר עין-אלי, דיקן הפקולטה למדע והנדסה של חומרים בטכניון, פותחה מסכה רב-פעמית הניתנת לחימום מבוקר – תהליך המשמיד את הנגיפים שהצטברו עליה במשך היום ומכין אותה לשימוש חוזר.הקונספט החדשני מבוסס על שכבה פנימית של סיבי פחמן המפוזרים במסכה באופן הומוגני. כאשר שכבת הסיבים מתחממת באמצעות זרם נמוך (2 אמפר) ממקור סטנדרטי – מטען נייד, חיבורUSBאו מטען סלולרי – היא משמידה את הנגיפים.
קבוצת המחקר של פרופ’ עין-אלי, יחד עם קבוצות המחקר של פרופ’ דבי לינדל ופרופ’ עודד בז’ה מהפקולטה לביולוגיה, ייצרה ובדקה את אב הטיפוס של המסכה, הנטען באמצעות חיבור למטען של טלפון נייד. בסיוע היחידה העסקית של הטכניון הוגש על הפיתוח פטנט בארה“ב ומתקיימים מגעים למסחורו עם גורמים בתעשייה.
נועה פריסלץ, תלמידה בתוכנית המצטיינים “אלפא” בטכניון, היא הזוכה במקום הראשון בתחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל לשנת 2020. בציון לשבח בתחרות זכתה נור אבו אלהיג’א, גם היא תלמידת בתוכנית “אלפא” בטכניון. פריסלץ, תלמידת י”א בתיכון ליאו באק בחיפה, זכתה בתחרות על עבודת המחקר שלה במעבדתו של פרופ’ ירון פוקס מהפקולטה לביולוגיה בטכניון
המחקר הזוכה התמקד בהשפעתו של מחסור בחלבון בשם ARTS על השתקמות של רקמות פגועות. בעשור האחרון גילה פרופ’ פוקס כי ARTS מעודד אפופטוזיס – “התאבדות מכוונת” של תאי גזע, שהם תאים ייחודיים ונדירים יחסית האחראים להתחדשות רקמות. אף שאפופטוזיס הוא תהליך חשוב וחיובי שנועד לסלק מהגוף תאים פגומים, כאשר הוא פוגע באוכלוסייה גדולה של תאי גזע הוא משבש את יכולתו של הגוף לחדש רקמות פגועות.
במחקר הזוכה ניטרלה פריסלץ באופן מכוון ומבוקר את תאי ARTSכדי לראות אם מהלך כזה מאיץ את שיקומן של רקמות מעי. ממצאי המחקר שנערך בעכברים מעידים כי התשובה לכך חיובית: מחסור ב-ARTS לא רק מונע תמותה של תאי גזע אלא גם מוביל להיווצרות אוכלוסיות חדשות לגמרי של תאי גזע, וכך משפר את תהליך ההתחדשות של הרקמה. להערכתה עשויים ממצאים אלה להוביל לפיתוח טיפולים שיאיצו את התחדשות רקמות המעי אצל אנשים הסובלים ממחלות מעי דלקתיות ומפגיעה סרטנית במעי.
את המחקר של פריסלץ הנחו הדוקטורנטיות אלינור קורן ורועי אלנקווה. עיקר המחקר נערך בקיץ האחרון, והיא מקווה לערוך מחקר נוסף במעבדה בקיץ הקרוב, לפני כיתה י”ב.
נעה פריסלץ
על המעבדה:המעבדה לתאי גזע ורפואה רגנרטיבית בפקולטה לביולוגיה בטכניון עוסקת בהתאבדות מתוכננת (אפופטוזיס) של תאי גזע. הישגיו של ראש המעבדה פרופ’ פוקס זיכו אותו בשנה שעברה בפרס האגודה האמריקאית לקידום המדע (AAAS) לרפואה רגנרטיבית ולתרפיה תאית. באותה שנה הוא נבחר כחוקר צעיר ב-EMBO – הארגון האירופי לביולוגיה מולקולרית.
נור אבו אלהיג’א, שזכתה כאמור בציון לשבח בתחרות, ערכה מחקר בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בהנחיית פרופ’ נתן קרין וד”ר נסרין לח’וד. קבוצת המחקר של פרופ’ קרין מתמקדת בתפקידם של תת-סוגים שונים של תאי T בוויסות הקשר בין סרטן לאוטואימוניות. נור, תלמידת מקיף כאוכב ביישוב כאוכב אבו אל-היג’א, חקרה את תפקידו של נוגדן בשם E12 ברגולציה של מחלות אוטואימוניות. גם בשנה שעברה זכה בתחרות (במקום השני) תלמיד שעבד במעבדתו של פרופ’ קרין בהנחיית ד”ר לח’וד. זהו אליאס אליאס, תלמיד בבית הספר נזירות המושיע בנצרת, שעבד על היבטים של טרשת נפוצה.
נור אבו אלהיג’א
על התוכנית:תוכנית אלפא בטכניון מעניקה לתלמידים מצטיינים ומחוננים הזדמנות לחוויה מדעית מעמיקה, הכוללת מחקר בהנחייתם של חוקרים מנוסים. מטרתה לגבש קהילת חוקרים צעירה ואיכותית שתהיה מעורבת כבר בשלב מוקדם בעשייה המדעית.
על התחרות:תחרות מדענים ומפתחים צעירים, המיועדת לתלמידי תיכון, מנוהלת על ידי מוזיאון המדע בשיתוף ותמיכה של משרד החינוך (מינהל תקשוב ומערכות מידע), קרן גורן-מונטי-פרארי, האקדמיה הלאומית למדעים וחברת אינטל. ב-23 שנות קיומה השתתפו בה יותר מ-1,000 תלמידים.
חוקרים בטכניון פיתחו חומרי חיטוי אפקטיביים וארוכי טווח
בניגוד לאקונומיקה ולחומרים דומים המשמשים לחיטוי משטחים, החומרים החדשים פוגעים במנגנון ההדבקה של הנגיף ונותרים פעילים לאורך זמן
חוקרים בפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון בטכניון פיתחו חומרי חיטוי חכמים, הפוגעים במנגנון ההדבקה של נגיף הקורונה ונשארים פעילים לאורך זמן. חומרים אלה צפויים להחליף את האקונומיקה, כמו גם חומרים אחרים מבוססי כלור, שהשפעתם המחטאת מתפוגגת עד מהרה.
ד”ר שאדי פרח מהפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון, המוביל את המחקר, התבשר כי המכון האירופי לחדשנות וטכנולוגיה (EIT) יתמוך בפרויקט כדי להאיץ את תהליך הפיתוח ואת הובלתו של המוצר לשוק. זאת באמצעות המענק היוקרתי של EIT Health הניתן זו הפעם הראשונה לחוקר יחיד בטכניון. לדברי ד”ר פרח, “כרגע אנחנו מייצרים חומרים פוטנציאליים ובודקים אותם, וזאת מתוך כוונה לבחור את החומר האופטימלי ולהתחיל בייצור המוני שלו כבר בחודשים הקרובים.”
נגיף הקורונה SARS-CoV-2 שייך למשפחה רחבה של נגיפים המוכרים לעולם מזה שנים רבות, וחלקם יכולים להדביק גם בני אדם (human corona viruses). הנגיף החדש אומנם דומה במידה רבה לאחד מקודמיו – נגיף הסארס (SARS-CoV), שגם הוא התפתח בסין וזלג לעשרות מדינות אחרות – אולם האמצעים שננקטו באותה מגפה אינם יעילים במגפה הנוכחית. נכון לעכשיו אין טיפול יעיל מאושר ל-SARS-CoV-2 ולא חיסון נגדו.
ד”ר שאדי פרח עם הפולימר שפיתח
על כן יש צורך בחומרי חיטוי יעילים שיבלמו את ההדבקה-דרך-משטחים. הנגיף החדש, כך מתברר, מסוגל לשרוד על משטחים שונים תקופות ממושכות, המשתנות על פי סוג המשטח ותנאים נוספים. לפי הממצאים מ”אוניית הקורונה” Diamond Princess הוא עשוי להחזיק מעמד על משטחים אפילו 17 ימים. עובדה זו מגבירה כמובן את הסבירות להידבקות דרך מגע במשטחים מזוהמים, בנוסף להדבקה הישירה מאדם לאדם.
קבוצת המחקר של ד”ר פרח, העוסקת בפיתוח פולימרים חדשניים לשימושים רפואיים וטכנולוגיות חכמות למתן תרופות, נרתמה לאתגר במהירות והחלה לפתח פולימרים אנטי-ויראליים ייעודיים הפועלים על הנגיף בשני מנגנונים: ראשית, הם משנים את המבנה שלו ופוגעים בתפקודו וכך משביתים את יכולת ההדבקה שלו; ובנוסף הם תוקפים את מעטפת הנגיף וכך מפרקים אותו. לא פחות חשוב, שחרור חומרי החיטוי נעשה באופן מבוקר ומתמשך ומכאן האפקט ארוך הטווח של הטכנולוגיה החדשה.
מתחילתה של מגפת הקורונה נעשה כמובן שימוש בחומרי חיטוי כדי למנוע הדבקה דרך משטחים. אמצעי החיטוי העיקרי הוא ריסוס בהיפוכלוריט (hypochlorite), המוכר בישראל כאקונומיקה. לשיטה זו כמה מגבלות משמעותיות: זהו נוזל המתאדה במהירות, ותחת קרינת שמש (או קרינת UV ממקור אחר) הוא מתפרק אפילו מהר יותר. לכן מדובר בחיטוי מוגבל וקצר טווח המצריך חזרה על הריסוס כמה פעמים ביום.
הטכנולוגיה החדשה שפיתחה קבוצת המחקר של ד”ר פרח מאפשרת לייצר חומרי חיטוי ייעודיים המבוססים על חומרי גלם זולים וזמינים. פיתוחה של הטכנולוגיה האמורה התאפשר הודות לשילוב הידע הבין-תחומי בכימיה קומבינטורית, בהנדסת פולימרים ובשחרור מבוקר. לדברי ד”ר פרח, “החומרים שפיתחנו ישנו את כללי המשחק כי הם יבלמו את מעגל ההדבקה הקשור למגע במשטחים מזוהמים. הדבקה דרך משטחים היא בעיה קשה בעיקר במקומות ציבוריים כגון בתי חולים, מפעלים, בתי ספר, קניונים, תחנות מרכזיות ותחבורה ציבורית, והפולימרים שלנו יהפכו אותם למרחבים בטוחים יותר. חשוב לציין שהפיתוח הנוכחי הואץ לטובת ההתמודדות עם המגפה הנוכחית, אבל הטכנולוגיה תוכל לשמש בעתיד נגד מיקרואורגניזמים אחרים. כך אנו מעשירים את ארסנל הכלים העומד לרשותנו ומוסיפים לו משפחה חדשה של אמצעי חיטוי המשחררים את החומר הפעיל באופן מבוקר. כך הם נשארים אפקטיביים לאורך זמן.”
ד”ר שאדי פרח השלים את שלושת תאריו באוניברסיטה העברית, ואת הדוקטורט (במסלול ישיר) עשה בכימיה תרופתית. לאחר מכן יצא לפוסט-דוקטורט ב-MIT (בהנחייתו של פרופ’ רוברט לנגר) ובבית החולים לילדים בבוסטון השייך לבית הספר לרפואה בהרווארד. כיום הוא חבר סגל ע”ש ניובאואר בפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון וחוקר במכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה (RBNI). בנוסף, הוא זכה במלגת מעו”ף לחברי סגל צעירים ומעבדתו זכתה במימון נדיב מקרן משפחת ניובאואר.
הודות לתרומתם של רבים מחברי וגמלאי הסגל האקדמי הבכיר בטכניון שתרמו חלק משכרם / גמלתם, הקים הטכניון קרן סיוע לעובדים אשר נקלעו למצוקה כלכלית בעקבות משבר הקורונה.
היוזמה להקמת הקרן, כמו גם ההיענות הנרחבת מצד חברי וגמלאי הסגל האקדמי לבקשה לתרום לה, יוצקות תוכן ממשי ועדכני לצירוף המילים “משפחת הטכניון” המאפיין אותנו מזה שנים ארוכות.
חוקרי הטכניון פיתחו שיטה חסרת תקדים לדימות תלת-ממדי של תהליכים ננומטריים בתוך תאים חיים הנמצאים בתנועה. קבוצת המחקר של ד”ר יואב שכטמן מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית פירקה מכשיר דימות קיים בשווי מאות אלפי דולרים והרכיבה אותו מחדש. התוצאה: מכשיר המבצע דימות תלת-ממדי של 1,000 תאים בדקה
חוקרים בטכניון פיתחו שיטה חדשנית לדימות תלת-ממדי של תהליכים ננומטריים – למשל בתוך תאים חיים בנוזל הנמצא בזרימה. המחקר, שהתבצע בקבוצת המחקר של ד”ר יואב שכטמן מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית בהובלת הפוסט-דוקטורנט ד”ר לוסיאן וייס, התפרסם לאחרונה בכתב העת היוקרתי Nature Nanotechnology.
לדברי ד”ר שכטמן, “המטרה שלנו היא לאפשר דימות תלת-ממדי בתוך תאים חיים בתנאים המדמים את סביבתם הטבעית, וחשוב לא פחות – לעשות זאת בתפוקה גבוהה (קצב מהיר). זהו אתגר עצום, כי מיקרוסקופיה תלת-ממדית מצריכה לרוב זמן ממושך וסריקה כלשהי. כאן עשינו זאת מתמונה בודדת ותוך כדי זרימה.”
הניסויים במערכת החדשה נערכו על מולקולות די-אן-איי בתאי שמרים חיים ועל תאי דם לבנים עם חלקיקים ננומטריים מהונדסים שסיפקה מעבדתו של פרופ’ אבי שרודר מהפקולטה להנדסת כימית ע”ש וולפסון בטכניון. תמצית ההישג: דימות תלת-ממדי, ברזולוציה גבוהה, בתוך יותר מ-1,000 תאים בדקה.
ד”ר שכטמן מסביר כי “להצלחה הזאת יכולים להיות יישומים חשובים מאוד בהקשר של מדע בסיסי, למשל בהבנת המבנה התלת ממדי של די-אן-איי בתוך תא חי, אבל גם בתחום של ננו-רפואה, כלומר בטיפול רפואי המבוסס על חלקיקים ננומטריים מהונדסים כפי שמפתחים במעבדה של פרופ’ שרודר. כך, למשל, נוכל למדוד באמצעות הטכנולוגיה החדשה את קצב הבליעה של חלקיקים תרפויטיים כאלה בתא החי, לעקוב אחר התפזרותם בתא ולנטר את השפעותיהם עליו. כיום יש שיטות למיפוי ולמדידה של תאים, אבל השיטות המאופיינות בתפוקה גבוהה מספקות תמונה חלקית ודו-ממדית. הטכנולוגיה שלנו משלבת את היתרונות של השיטות השונות ומספקת תמונה תלת-ממדית בקצב גבוה.”
הטכנולוגיה החדשנית מבוססת על הנדסה-מחדש של ImageStream – מכשיר דימות מתקדם שנרכש במאות אלפי דולרים על ידי המרכז הבין-תחומי למדעי החיים וההנדסה ע”ש לורי לוקיי בטכניון. מכשיר זה משלב שתי טכנולוגיות שונות – ציטומטריית זרימה (flow cytometry) ומיקרוסקופיה פלורסנטית – וכך מאפשר לבצע אנליזה של תאים בקצב גבוה.
לדברי ד”ר שכטמן, “קצב הדגימה וכמות התאים הנדגמים חשובים מאוד בהקשר הביולוגי, כי ניסוי ביולוגי הוא תמיד ‘רועש’ ולא מדויק, וכדי להסיק מסקנה כמותית כלשהי חייבים סטטיסטיקה על כמויות גדולות. יש מקרים שבהם, בגלל קצב דגימה נמוך, אי אפשר לאסוף סטטיסטיקה כזו, כי עד שאתה גומר לאסוף את המידע – התופעה הנחקרת כבר השתנתה. לכן חשוב שתהיה לנו טכנולוגיה שמאפשרת דגימה בקצב גבוה.”
ImageStream משמש לצרכים רבים ובהם אפיון אוכלוסיות, אבחון מצבים רפואיים ובדיקה של תרופות חדשות. “זה מכשיר מעולה,” אומר ד”ר שכטמן, “אבל יש לו מגבלה משמעותית – הוא מאפשר דימות של עצמים בשני ממדים בלבד, כלומר נותן לנו רק מיפוי דו-ממדי שלהם. ברור שזאת בעיה, מפני שעצמים בעולם האמיתי הם תלת-ממדיים. אפילו אם אנחנו רוצים לבדוק רק מרחקים בתוך חלקיק כלשהו, מדידה דו-ממדית אינה מספיקה, כי גם בממד העומק יש מרחק מסוים בין כל שתי נקודות.”
וזה בדיוק היה האתגר הטכנולוגי המרכזי במחקר הזה – להפוך את ImageStream למכשיר לדימות תלת-ממדי. “לשם כך היינו חייבים לפתוח אותו ולהרכיב אותו מחדש עם המערכת האופטית הייחודית שלנו. צריך לזכור שמדובר במכשיר של 600 אלף דולר,
כך שההסכמה של מרכז הדימות במכון לוקיי לעשות את זה לא הייתה מובנת מאליה, אבל מהרגע שפתחנו את המכשיר והסתכלנו בתוכו, היה לנו ברור מה צריך לעשות (מבלי להזיק).”
קבוצת המחקר הרכיבה על ImageStream את הטכנולוגיה שפיתחה בשנים האחרונות – טכנולוגיה למיקרוסקופיית לוקליזציה המבוססת על עיצוב חזית גל. זהו למעשה עיוות מבוקר של המערכת האופטית, שמאפשר למפות את מיקומיהם של חלקיקים במרחב התלת-ממדי. טכנולוגיה זו מבוססת על צילום של מולקולות צביעה המוטמעות בדגימה ומסמנות מיקומים חשובים בתוכה (למשל גרעיני תאים). על סמך הצורה המתקבלת במצלמה, לאחר שעברה במערכת האופטית המעוותת, מנתחת המערכת את מיקומו התלת-ממדי של העצם הנבדק.
תרשים של המערכת הייחודית שבנתה קבוצת המחקר. Photo by courtesy of Nature & Lucien Weiss
עד כה שימשה הטכנולוגיה לדימות תלת-ממדי של מערכות סטטיות, והחיבור למכשיר הציטומטריה מקנה לה יכולת למפות תאים בזרימה. חיבור זה, שהוא כשלעצמו אתגר טכנולוגי עצום, הוביל להצלחה בדגימה בקצב גבוה מאוד – אלפי תאים בדקה. קבוצת Nature, כאמור, הביעה אמון בפריצת הדרך בפרסום בכתב עת מוביל שלה, והחוקרים מעריכים כי ההישג הטכנולוגי יוביל להתפתחויות מדעיות ויישומיות חשובות במחקר הביולוגי והביוטכנולוגי, באבחון רפואי ובפיתוח טיפולים רפואיים חדשים.
בעבודה השתתפו גם ד”ר אונית אללוף, ד”ר שרה גולדברג, והדוקטורנטים יעל שלו עזרא, בוריס פרדמן ועומר אדיר.
כתב העת European Journal of Organic Chemistry בחר במאמר של חוקרים מהטכניון כ”מאמר חשוב מאוד” (VIP). המחברים הם פרופ’ צ’רלס דיזנדרוק והדוקטורנטית ננסי גינצי (Nansi Gjineci) מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך ופרופ’ דריו דקל מהפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון.
החוקרים, חברים בתוכנית האנרגיה ע”ש גרנד בטכניון, מציגים במאמר הנוכחי ריאקציה מפתיעה בין הידרוקסיד לקבוצת חומרים חדשה שהם מפתחים הצפויים לשמש בממברנות לתאי דלק לצורכי תחבורה. הממצא המרכזי הוא שהידרוקסיד, שבדרך כלל מגיב כבסיס, דווקא מגיב כחומר מחזר, בצורה מפתיעה. שינוי במנגנון התגובה בין ההידרוקסיד לקבוצות של הממברנה פותחים אפשרויות חדשות בדרך לפיתוח ממברנות לתאי דלק אלקליים, אשר יכולים להוביל לתאים עם אורכי חיים ארוכים במיוחד.
ננסי גינצי הצטרפה לקבוצות המחקר של פרופ’ דיזנדרוק ופרופ’ דקל אחרי שהשלימה שני תארים ביוון.
בתרשים: מבנה גבישי של מולקולת “דיאריל קרבזוליום” העשויה לשמש ליצירת ממברנות תאי דלק השומרות על יעילותן לאורך זמן.
יוזמה של סטודנטיות מהטכניון: 35,000 ערכות הגנה נמסרו ללא תמורה לצוותים רפואיים ברחבי הארץ
ארבל תמרי, סטודנטית בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון, היא הרוח החיה שמאחורי קבוצת הפייסבוק masks4docs – יוזמה לפיתוח, ייצור ואספקה של אלפי מערכות הגנה לצוותים רפואיים בבתי חולים, במרפאות ובמוסדות אחרים בישראל. במסגרת היוזמה, הפועלת בהתנדבות מלאה, חולקו עשרות אלפי פריטי ציוד ייחודיים: 35 אלף מגיני פנים, 11 אלף קליפסים המתלבשים על הצוואר של בקבוקי חיטוי וחוסכים בחומר החיטוי, וכן “מאריכי מסכות” שמפחיתים את העומס על האוזניים בקרב צוותים רפואיים המסתובבים עם המסכה שעות רבות ביום. הציוד חולק במוסדות רבים בכל רחבי הארץ, מהמרכז הרפואי ע”ש ברוך פדה (פוריה) ועד בית החולים יוספטל באילת.
תמרי, סטודנטית שנה חמישית בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון, הייתה אמורה להינשא בחודש שעבר לאופיר. החתונה כמובן נדחתה וארבל שקעה ביוזמה המיוחדת שאליה גייסה שלוש מעמיתותיה ללימודים בפקולטה – שיר טוביאנה, טל נחשון וקורל פרנקו. לדבריה, “הרעיון שלנו, שהתגבש בהשראת מודלים דומים בעולם, הוא להנגיש ליצרנים פוטנציאליים תוכנית פשוטה להדפסת תלת-ממד של מערכות הגנה הכוללות קשת מודפסת המתלבשת על המצח ומשקף המגן על המשתמש מפני רסס העלול להכיל נגיפי SARS-CoV-2. אלה מערכות המשמשות כיום צוותים רפואיים רבים, בעיקר כאלה הבאים במגע עם חולי קורונה או עם חולים פוטנציאליים.”
ליוזמה התגייסו מאות מייקרים, תורמים ומתנדבים מכל רחבי הארץ וכן חברות גדולות, אנשים פרטיים ומוסדות להשכלה גבוהה. ביוזמה שותף גם דוקטורנט מהפקולטה להנדסת ביו-רפואית בטכניון. לדבריו, “עליתי לארץ עם הרבה ידע בנושא ממחקר קודם בחו”ל, וכאן בטכניון צברתי המון ידע נוסף. לכן אני מרגיש שיש לי מחויבות להחזיר לחברה בדרך שאני יכול – ואני עושה את זה בהדפסה במדפסת התלת-ממד שיש לנו כאן במעבדה. עד היום הדפסתי מאות קשתות שאליהן מתחבר המשקף. זאת זכות גדולה להיות שותף בפרויקט כזה, שמגן על הצוותים הרפואיים שנמצאים בחזית המלחמה וחשופים מאוד להידבקות.”
כאמור, הפעילות כולה מתקיימת בהתנדבות מלאה. ארבל, שיר, טל וקורל אחראיות ללוגיסטיקה ולתיאום, ומאות המתנדבים שהן גייסו מדפיסים את המסכות ומשנעים אותן. כעת, בעקבות החזרה לשגרה ועומס הלימודים – כאמור, מדובר בארבע סטודנטיות לרפואה – פועל המיזם על אש נמוכה והציוד מועבר בעיקר למוסדות לחינוך מיוחד.
