חודש: יולי 2020

לצפייה בשידור:

https://www.facebook.com/149494148401387/videos/3300368766855358

 

חוקרים בטכניון ובצפון אמריקה פיתחו שיטה לניבוי יעילותם של טיפולים בסוכרת. התגלית תאפשר לרופאים לזהות מראש חולים שטיפול אגרסיבי יסכן את חייהם. את המחקר הוביל פרופ’ אנדרו לוי מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט עם עמיתותיו ד”ר ליה קייהיל והדוקטורנטית אלי קרו מאוניברסיטת דלהאוס בנובה סקוטיה, קנדה והמחלקה לתזונה באוניברסיטת הרווארד. התגלית נרשמה כפטנט והתפרסמה  ב-JACC, כתב העת של הקולג’ האמריקאי לקרדיולוגיה. במחקר נבדקו 5,805 חולי סוכרת.

 

סוכרת היא מחלה נפוצה מאוד – כ-10% מתושבי ישראל חולים בה. זוהי מחלה מטבולית המאופיינת בריכוז גבוה של גלוקוז – סוכר פשוט – בדם. המחלה נובעת משיבושים במערכת ההורמונלית של  אינסולין, המיוצר בלבלב ומופרש בדם. במצב תקין, האינסולין מסייע בספיגת הגלוקוז בתאי הגוף, הזקוקים לגלוקוז כמקור אנרגיה. אצל חולי סוכרת הגלוקוז אינו נספג בתאים בשל אחת משתי סיבות – מחסור באינסולין או תנגודת של התאים לאינסולין. התוצאה, בשני המקרים, היא היפרגליקמיה – הצטברות עודפת של גלוקוז בדם.

היפרגליקמיה היא מצב מסוכן משום שהיא מובילה לנזק של הדופן הפנימי של כלי הדם. התוצאה היא  היצרות מתמשכת של העורקים והוורידים. לדברי פרופ’ לוי, “היפרגליקמיה משבשת תפקודים גופניים רבים, למשל ראייה ופעילות כליות, אבל כשהיא פוגעת בפעילות הלב, התוצאה עלולה להיות קטלנית. ואכן, רוב מקרי המוות בקרב חולי סוכרת נגרמים ממחלות לב.

הטיפול המקובל בסוכרת ממוקד בהפחתת רמות הסוכר בדם, אולם כיום ידוע שבמקרים מסוימים, הפחתה דרמטית של משתנה זה מסוכנת לחולים – היא מגבירה את שיעורי התמותה בקרבם. בעיה זו הוצגה לפני כעשור במחקר אמריקאי נרחב בשם ACCORD. המחקר, שהתפרסם ב-The New England Journal of Medicine, נועד למפות את הקשר בין סוכרת ומחלות לב וגילה כי טיפול דרסטי בסוכרת מגדיל את שיעורי התמותה בקרב חלק מהחולים. תגלית זו מעמידה את הרופאים בדילמה אתית קשה – האם לטפל בסוכרת או להימנע מכך כדי לא לפגוע בלב?

כאן נכנס לתמונה פרופ’ אנדרו לוי, החוקר כבר 20 שנה את האפשרות לאתר מראש, על סמך בדיקת דם פשוטה, חולי סוכרת הנמצאים בסיכון גבוה להתקף לב. פרופ’ לוי גילה במחקרים קודמים שסוג החלבון הפטוגלובין יכול לנבא את רמת הסיבוכים אצל חולי סוכרת. לדוגמה, בקרב חולי סוכרת בעלי הפטוגלובין סוג 2-2 יש שיעור גדול פי 5 של התקפי לב. פרופ’ לוי החליט לבדוק את החולים במחקר ACCORD, וזאת כדי לראות אם תגובתם לטיפול אגרסיבי ברמות הסוכר בדם קשורה לסוג ההפטוגלובין שלהם.

במחקר שהתפרסם ב-JACC נמצא שבקרב חולי סוכרת בעלי הפטוגלובין סוג 2-2, הורדה דרמטית ברמות הסוכר בדם הפחיתה בכ-30% את מספר התקפי לב, אך לא שינתה את שיעורי התמותה. אצל חולי סוכרת בעלי סוגים אחרים של הפטוגלובין, לעומת זאת, לא השפיע על מספר התקפי הלב אך הגדיל את התמותה בשיעור דרמטי של 40%.

מסקנתם של החוקרים היא שבדיקת סוג ההפטוגלובין מאפשרת לנבא את יעילותו של טיפול אגרסיבי ברמת הסוכר בדם. לדברי פרופ’ לוי, “מחקר ACCORD הופסק בשל עלייה במספר החולים שמתו כתוצאה מהטיפול, אבל היום אנחנו מבינים שאפשר לאתר את החולים הספציפיים שבריאותם תשתפר כתוצאה מהטיפול. מחקרים נוספים מתוכננים כיום כדי לוודא ולחזק ממצאים אלו.”

 

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S073510971938684X

היחידה ללימודי המשך ולימודי חוץ בטכניון יוצאת ביוזמה חדשה להשבת מובטלים למעגל העבודה. היוזמה מושתתת על שיתוף פעולה בין הטכניון למעסיק העתידי.

במסגרת היוזמה יוצעו לאקדמאים שאיבדו את עבודתם קורסי הכשרה והסבה המשולבים בעבודה מעשית בחברות ובארגונים. בתום הקורס שעלותו תהיה מסובסדת והעלות ללומדים תהיה סמלית, מחויב המעסיק לקלוט בין 50% ל-75% מהלומדים לארגון שבו ביצעו תרגול וחניכה. מוסד הטכניון יפרסם “קול קורא” עם סל היצע מפורט הכולל מגוון קורסי הכשרה ומענה לכל מעסיק שיפנה. משרדי האוצר, הכלכלה והרווחה קיבלו פנייה ממוסד הטכניון לקחת חלק במימון התוכנית על מנת לבדוק אפשרות שהיא תהיה ללא עלות כלל ללומדים.

האחריות האקדמית כולה תהיה על הטכניון, לרבות הוראה בקמפוסים בחיפה, תל אביב וירושלים ובלימודים ותרגולים על פי הנחיות התו הסגול, בחינות והערכה וכך תובטח הרמה הפדגוגית והטכנולוגית הנדרשת. פיתוח תוכניות טכנולוגיות מורכבות ופיתוח תוכניות ניהול מתקדמות ברמה גבוהה מצריכים ידע מעמיק, ניסיון והתמחות בדיסציפלינה המבוקשת, ואת כל אלה מבטיחה היחידה ללימודי המשך של הטכניון. היחידה מתמחה בפיתוח קורסים בשילוב סגל ההוראה הבכיר של הטכניון במגוון נושאים בתחומי הניהול המתקדם, אבטחת המידע והגנת הסייבר, בינה עסקית וביג דאטה, מכונות, ביו-רפואה, טכנולוגיות מידע מתקדמות ועוד.

“מוסד הטכניון למחקר ולפיתוח מפעיל באמצעות היחידה ללימודי המשך עשרות רבות של קורסי הכשרה והסבה ברמה אקדמית גבוהה, ומרבית הלומדים נקלטים בתעשייה במהרה”, אמר המשנה לנשיא הטכניון למחקר פרופ’ קובי רובינשטיין. “מדובר בחזון מעשי וחשוב שיסייע בהשבת עובדים אקדמאים למעגל התעסוקה”.

לדברי עודד רביב, מנהל היחידה ללימודי המשך ולימודי חוץ: “אנו מציגים למדינת ישראל מסלול קצר, נטול בירוקרטיה, שיאיץ את קליטתם של מובטלים רבים שנקלעו למצב כלכלי קשה מאוד. מעבר לאופק האישי שאנו מציעים למשתתפים בתוכנית יש כאן בשורה אמיתית ולאומית של החזרת המשק לשיעור תעסוקה גבוה ולפעילות כלכלית אינטנסיבית”.

היחידה ללימודי המשך ולימודי חוץ, שנוסדה בשנת 1954, מציעה לבעלי תארים אקדמיים ולעובדים מקצועיים אחרים הזדמנות להתמקצעות מתמדת (life-long learning) – תוכניות לימוד, סדנאות, קורסים וימי עיון ייעודיים. תוכניות הלימוד ביחידה מגובשות ומיושמות בשיתוף הפקולטות ומכוני המחקר בטכניון וחברות בתעשייה ומותאמות באופן שוטף לצורכי התעשייה והחברה ולמגמות בעולם הטכנולוגי ובסביבה הארגונית.

את המאמר שהתפרסם ב-Nature Reviews Endocrinology הובילו פרופ’ פיליפה מלמד והדוקטורנט בן בר-שדה עם ד”ר סרגי רודניזקי, ד”ר לילך פנואלי ופרופ’ אריאל קפלן, כולם מהפקולטה לביולוגיה בטכניון. מעבר לים השתתפו במחקר האנתרופולוגית פרופ’ גיליאן בנטלי מאוניברסיטת דורהם והביולוג פרופ’ ריינהרד סטוגר מאוניברסיטת נוטינגהם.

הפוריות של נשים וגברים מתחילה בגיל הנעורים עם ההתבגרות המינית. תקופת הפוריות הנשית מוגבלת בזמן ומסתיימת בעשור החמישי לחיי האישה, אולם הגילים המדויקים של תחילת הפוריות  ושל תום הפוריות (מנופאוזה) משתנים מאוד בין אוכלוסיות. בעולם המערבי מתחיל גיל הפריון מוקדם יחסית ומסתיים מאוחר, כך שתקופת הפריון ארוכה יותר מאשר בעולם השלישי. שינוי כזה מתרחש גם על ציר הזמן – גיל הווסת הראשונה (הממוצע) במערב אירופה, למשל, ירד במאה הקודמת מ-16 ל-13 שנים.

במאמר הנוכחי מצביעים המחברים על כך שבכל הקשור לדפוסים של פוריות, ההשפעה הסביבתית “מנצחת” את הגנטיקה. מסקנה זו מבוססת בין השאר על השוואה בין נשים שהיגרו מהעולם השלישי למערב בגילים שונים. החוקרים מספרים כי נערות או נשים שהיגרו בגיל מאוחר שמרו על דפוס הפריון ה”עני” – תקופת פריון קצרה, שמתחילה מאוחר ונגמרת מוקדם; ואילו נשים שהיגרו בילדות לפני גיל 8-6 אימצו את הדפוס המקומי המערבי – רמות גבוהות של הורמון-המין פרוגסטרון ותקופת פריון ארוכה. במילים אחרות, אם הילדות נחשפות לסביבה החדשה בגיל צעיר, הסביבה גורמת להן “לנטוש” את מסלולי ההתבגרות האופייניים למולדתן לטובת המסלולים המאפיינים את ארצן החדשה. לעומת זאת, בגיל מאוחר יותר אינה משפיעה גם לאחר שנים רבות במדינה החדשה. פירוש הדבר: דפוסי הפריון נקבעים בעיקר בהשפעת הסביבה בגיל הילדות.

קבוצת המחקר של פרופ’ מלמד מתמקדת במנגנונים מולקולריים שאחראים על שונות זו, ובמיוחד ועל תפקיד האפיגנום בפיקוח על מערכת הרבייה בסביבות שונות.

אפיגנטיקה, מונח שטבע הביולוג קונרד וודינגטון ב-1942, עוסקת בהשפעות הגנטיות שאינן מתבטאות כתוצאה משינויים ברצף של הדי-אן-איי, אלא מתוספות כימיות שמובילות לשוני באריזת הדי-אן-איי – הכרומטין. צורת האריזה של הדי-אן-איי בכרומטין משמעותית מאוד, שכן היא משפיעה על ביטוי הגנים. פרופיל האפיגנום מושפע מגורמים רבים כגון תזונה, דלקות ואף מצבי עקה, גורמים העשויים להוביל לתכנות-מחדש של מערכות פיזיולוגיות ובהן מערכת הרבייה.

 

לדברי פרופ’ מלמד, “הכרומטין קובע אילו גנים ייחשפו למנגנוני הקריאה הגנטית וכך יופעלו – ואילו גנים יישארו כבויים. כיום אנחנו יודעים לערוך במעבדה מניפולציות מדויקות מאוד בכרומטין ולראות כיצד הן משפיעות על הביטוי של גנים מסוימים. כבר זיהינו גנים הרגישים במיוחד לסביבה – גנים שעוברים שינויים אפיגנטיים בילדות – וחקרנו זאת גם במודל עכבר של דלקת לפני התבגרות המינית. שינויים אלה שותפים בשינוי תכונותיה של מערכת הרבייה.”

כאמור, הגירה למערב בגיל צעיר גוררת תקופת פריון ארוכה יותר, המעידה על האטת קצב אובדן הביציות. לדברי פרופ’ מלמד, “כאשר נבין עד הסוף את המנגנון המולקולרי, נוכל להשיג את הארכת תקופת הפריון גם באמצעות התערבות יזומה ומלאכותית בכרומטין.” מעבר לסקרנות המדעית יש במחקרים אלה פוטנציאל יישומי נרחב, שכן דפוסי הפוריות משפיעים על תהליכים רבים בגוף, ובהם הזדקנות, מחלות זיקנה, התפתחויות סרטניות ודלדול עצם (אוסתאופרוזיס).

המסר: מחקר בין-תחומי

פרופ’ מלמד מדגישה כי מעבר למאמר הספציפי ולממצאיו החשובים, “החיבור שנעשה כאן בין צוותי מחקר שונים מדגיש את הצורך לשלב גישות שונות ותחומי מומחיות שונים – אנתרופולוגיה בבני אדם, ביואינפורמטיקה וביג דאטה, ניסויים, ביולוגיה מולקולרית ואפילו ביופיזיקה. לכן מחקרים כאלה אינם אפשריים בלי שיתוף פעולה בין-תחומי כזה.”

המחקר נתמך על ידי מענקי BBSRC/ESRC המיועדים למחקר אפיגנטי בין-תחומי ועל ידי קרן המדע הלאומית בישראל (ISF).

 

למאמר המלא ב–  Nature Reviews Endocrinology לחצו כאן

רשת האוניברסיטאות האירופית יורוטק, שבה שותף הטכניון, פותחת תוכנית לימודים בין-לאומית חדשה, EuroTeQ Engineering University, שתכליתה לעצב את עתיד החינוך ההנדסי באירופה. התוכנית, שתחל לפעול בראשית 2021, זכתה למענק של 5 מיליון יורו מהאיחוד האירופי, שיממן את הפרויקט בשלוש השנים הקרובות.

המענק ניתן במסגרת התוכנית European Universities – אחת מיוזמות הדגל של הנציבות האירופית, שהושקה בידי נשיא צרפת עמנואל מקרון. מטרת היוזמה לייצר שיתופי פעולה בין-אוניברסיטאיים באירופה, שיחזקו את הנוף האקדמי האירופי נוכח התחרות האקדמית העזה עם ארצות הברית ועם אסיה.

תוכנית לימוד מותאמת אישית

השותפים בתוכנית EuroTeQ יפתחו תוכנית לימודים משותפת במדעי ההנדסה, שתכלול  דיסציפלינות שונות ותחצה גבולות מוסדיים ולאומיים וכן תחרוג מתחומיהן של טכנולוגיות ספציפיות. מטרת הרשת היא להתבונן בהתפתחויות טכנולוגיות ממבט על. “כיום איננו יכולים לדבר על ניידות בלי להתייחס להשפעות אקלימיות ואיננו יכולים לפתח רובוטיקה ובינה מלאכותית ללא תשתית של אמון אנושי,” אמר פרופ’ תומס הופמן, נשיא האוניברסיטה הטכנית של מינכן, המשמש מתאם הפרויקט – תפקיד שיעבור בעתיד בין האוניברסיטאות השותפות. “חינוך הנדסי מודרני חייב לספק לסטודנטים לא רק ידע טכני מעמיק אלא גם אופק חינוכי רחב, חשיבה יזמית ורגישות חברתית ופוליטית.”

כדי להפיץ את הבשורה ברחבי אירופה, הלימודים ב- EuroTeQ Engineering University יהיו פתוחים לסטודנטים הלומדים באוניברסיטאות החברות ב- EuroTech, למהנדסים העובדים בתעשייה ומעוניינים בהתמקצעות מתמדת (life-long learning) וכן לאנשים ללא תואר אקדמי הממלאים תפקידים משמעותיים. המשתתפים יוכלו להתאים את תוכנית הלימודים האישית שלהם למטרותיהם בלמידה ובקריירה המקצועית, להנות מפורמטים דיגיטליים חדשים ולקיים התמקצעות מתמדת לאורך החיים. היוזמה תהדק את הקשרים בין חברה וטכנולוגיה תוך שיתוף גורמים רבים ומגוונים ותחתור ללימודי הנדסה שהאדם במרכזה. תפישה זו תיושם ביוזמת “European Universities” של האיחוד האירופי.

“הכשרת מהנדסים ומדענים במאה ה-21 היא משימה מורכבת ומאתגרת,” אמר נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון. “מצד אחד חשוב להקנות למהנדסי העתיד את היסודות המתמטיים, המדעיים וההנדסיים, ומצד שני עלינו להקנות לסטודנטים נקודת מבט מערכתית, ידע בניהול פרויקטים ומיומנות בעבודה בצוותים רב תחומיים ורב תרבותיים. אנו שואפים לחנך מדענים ומהנדסים שיהיו גם מנהיגים שיקבעו את סדר היום הטכנולוגי והחברתי ויהיו מודעים גם להשלכות המדע וההנדסה על סביבה, אתיקה, סוציולוגיה, מוטיבציה, חדשנות ויזמות. על כן תוכנית EuroTeQ, שתכליתה לעצב את עתיד החינוך ההנדסי, היא בשורה חשובה ומשמחת לטכניון ואני שמח וגאה שנהיה שותפים במאמץ זה כחלק בלתי נפרד מרשת יורוטק.”

אינטראקציה בין סטודנטים ושותפים מהתעשייה

במסגרת היוזמה ייפגשו סטודנטים עם אנשי מקצוע מהתעשייה שישתתפו בתוכנית ועם בכירים מהתעשייה, מעולם המסחר ומתחומים חברתיים שונים כדי ללמוד יחד את האתגרים הגדולים של המאה ה-21 ולנסח יחד אסטרטגיות להתמודדות איתן. הפרויקט כבר זכה בתמיכה של 45 גופים שותפים. הודות לכך, EuroTeQ תביא למשתתפים ניסיון רחב בדפוסי הכשרה שונים באירופה תוך התיחסות לצורכי הדור הצעיר. ממצאים אלה ישולבו בדפוסי ההוראה בכל האוניברסיטאות השותפות.

“באמצעות EuroTeQ אנו מתבססים על הערך המוסף שבשיתוף הפעולה בין אוניברסיטאות יורוטק ושותפינו מאסטוניה ומהרפובליקה הצ’כית, ועל תוכנית הלימוד המולטי-דיסציפלינרית שלנו, הממוקדת במחקר.” כך אמרה טטיאנה פנטלי, מנהלת המשרד של יורוטק בבריסל. “האוניברסיטה האירופית החדשה הזאת, שתכלול מרכיבים ייחודיים ומאתגרים שיספקו למשתתפים הזדמנות להתמקצעות מתמדת, תכשיר דור חדש של מהנדסים בעלי מודעות חברתית.”

רשת יורוטק (EuroTech Universities Alliance) היא שותפות אסטרטגית בין אוניברסיטאות מובילות במדע ובטכנולוגיה. ב-1 בינואר 2019 הצטרף הטכניון ליורוטק כחבר השישי ברשת והראשון מחוץ לאירופה. שותפיו של הטכניון ברשת יורוטק הם האוניברסיטה הטכנית של דנמרק (DTU), הפוליטכניק של לוזאן (EPFL), האקול פוליטכניק בפריז, האוניברסיטה הטכנולוגית של איינדהובן (TU/e) והאוניברסיטה הטכנית של מינכן (TUM). לצורך הקמתEuroTeQ  רתמה הרשת שתי “שחקניות רכש” נוספות, האחת מאסטוניה והאחרת מצ’כיה: האוניברסיטה הטכנולוגית של טלין (TalTech) והאוניברסיטה הטכנולוגית של פראג (CTU).

הטכניון והפוליטכניק של לוזאן (EPFL), שפועלים במדינות שאינן חלק מהאיחוד האירופי, חברו לאוניברסיטאות ממדינות האיחוד לפעילות המשותפת.

פרופ’ דפנה ויס, חברת סגל בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון, מציגה הצלחה ראשונה באבחון מוקדם ומהיר של סרטן ובניבוי התפתחות גרורות על סמך טכנולוגיה מקורית שפיתחה בשנים האחרונות. לדבריה “הטכנולוגיה שפיתחתי תאפשר לצוות הרפואי לבדוק, כבר במהלך הניתוח או מיד אחריו, את הסבירות להימצאות גרורות של הגידול באיברים אחרים. זאת הפעם הראשונה שהטכנולוגיה נבדקת על רקמות שנלקחו מגידולים סרטניים, ואני מקווה שהתוצאות המוצלחות יאיצו את תרגומה לשימושים קליניים.”

סרטן הוא שם כולל למשפחה רחבה של מאות מחלות בעלות מכנה משותף אחד – שיבוש מנגנוני הבקרה האחראים על קצב חלוקת התאים. המנגנון הסרטני ממיר את חלוקת התאים התקינה, החיונית לקיומו של האורגניזם, בחלוקה מהירה, פרועה ובלתי נשלטת. מאחר שתאים אלה, בניגוד לתאים בריאים, אינם מתים, הגידול מתפשט במהירות וכך דוחק וחונק רקמות חיוניות.

סכנה גדולה במיוחד היא התפשטות גרורות – גידולים שניוניים באיברים שונים בגוף שמקורם בתאים סרטניים שנדדו מהגידול הראשוני לאיברים אחרים דרך מערכות הדם והלימפה. בשל הקושי לנבא את היווצרותן ולאתר אותן בשלב מוקדם ולטפל בהן ביעילות, גרורות הן הסיבה העיקרית לתמותה מסרטן. לכן ברורה המוטיבציה בפיתוחם של כלי אבחון שיאתרו גרורות בשלב מוקדם ויתרה מזו, ינבאו מראש את היווצרותן.

זה הרקע לפריצת הדרך הדרמטית שמציגות פרופ’ דפנה ויס וקבוצת המחקר שלה בכתב העת Annals of Biomedical Engineering. הטכנולוגיה המקורית שפיתחה פרופ’ ויס בעשור האחרון כבר נבחנה בעבר על תאים במעבדה, אולם זו הפעם הראשונה שהיא נבדקת על רקמות שנלקחו מגידולים סרטניים שהוסרו ממתנדבים עם חשד לסרטן. המחקר נערך בשיתוף רופאים מהמרכז הרפואי רמב”ם והתמקד ברקמות של סרטן הלבלב – אחד מסוגי הסרטן הקטלניים ביותר.

החוקרים השוו את הניבוי שסיפקה טכנולוגיה זו במעבדה להתפתחות הקלינית בפועל, כלומר לבדיקה ההיסטופתולוגית של דגימות מהחולה בטווח הזמן הקרוב וכן להתקדמות המחלה כפי שנצפתה בפועל אצל החולה בטווח הרחוק. הממצאים: הטכנולוגיה שפותחה בטכניון מספקת מידע אמין ומהימן באשר לשאלה אם יתפתחו גרורות או אם חלילה כבר התפתחו. מדובר בבדיקה מהירה מאוד יחסית לבדיקות קיימות – כשלוש שעות במעבדה כבר כיום. אחד מיתרונותיה הוא שיעילותה אינה תלויה במידע גנטי ומולקולרי מוקדם על הגידול.

הטכנולוגיה שפיתחה פרופ’ ויס מבוססת על מדידות מכניות (מכנוביולוגיות) של התנהגות תא מדגימת רקמה על פלטפורמה ייעודית, המכילה משטחי ג’ל המדמים בקשיחותם רקמות בגוף. פלטפורמה זו מאפשרת לבחון את תכונותיהן השונות של התאים – צורתם, הסידור הפנימי בתוכם והכוחות שהם מפעילים על הג’ל כחלק מהליך החודרנות. פרופ’ ויס גילתה כי תאים עם פוטנציאל גרורתי גבוה הם חזקים יותר ולכן מצליחים להפעיל לחץ על הג’ל ולחדור לתוכו; כך, ככל שיותר תאים מהדגימה חודרים פנימה, גדלה ההסתברות שיווצרו גרורות.

על סמך הפוטנציאל הגרורתי של תאים בדגימה של רקמת הגידול, הנמדד בשיטה זו, יוכל הצוות המטפל להתאים למטופל טיפול אפקטיבי במיוחד, וזאת בהתאם לתפיסה של רפואה מותאמת אישית. בדיקה זאת יכולה להיערך כמובן במקביל לבדיקות הסטנדרטיות המקובלות.

במחקר הנוכחי הודגמה הצלחת הטכנולוגיה בסרטן שד ובסרטן לבלב, ובימים אלה נבחנת הטכנולוגיה בסוגי סרטן נוספים. קבוצת המחקר גם מפתחת שיטות של למידת מכונה שיחוללו שיפור דרמטי ברמת הדיוק של הניבויים ובעתיד הקרוב, מעריכה פרופ’ ויס, הטכנולוגיה תאפשר לנבא היכן יתפתחו גרורות, אם יתפתחו.

בשנת 2015 קיבלה הטכנולוגיה של פרופ’ ויס אישור ועדת אתיקה רפואית לביצוע מחקרים בדגימות מחולי סרטן באמצעות הטכנולוגיה שפיתחה. המחקר הנוכחי הוא אבן דרך חשובה במסע המחקרי החשוב של פרופ’ ויס. במימון המחקר השתתפו קרן אליאס למחקר רפואי, קרן פולק למחקר יישומי וכן קרן בר-למסדורף וקרן ג’רלד מן.

למאמר ב-Annals of Biomedical Engineering לחצו כאן

חוקרים מהפקולטות למדעי המחשב וביולוגיה בטכניון פיתחו שיטה חדשה לאנליזה מהירה וזולה של ההרכב הכימי של דגימות דם, העשויה להאיץ אבחון מוקדם של מחלות. היישום הראשון שייבדק בתקופה הקרובה הוא זיהוי מוקדם של גידולים סרטניים שונים על סמך בדיקות דם.

את הטכנולוגיה החדשנית, שהתפרסמה במגזין המדעי Nature Communications, פיתחו החוקרים פרופ’ תומר שלומי והדוקטורנטים שובל לגזיאל ובוריס סרווין, היא מבוססת על שילוב ייחודי בין ספקטרומטר מסות  לשיטות חישוביות שפיתחה קבוצת המחקר.

ספקטרומטר מסות  (Mass Spectrometer) הוא מכשיר נפוץ המשמש לקביעת ריכוזים של מולקולות בדגימות ביולוגיות. הבדיקה במכשיר זה מצריכה כיום תהליך מקדים שנקרא כרומטוגרפיה – הפרדה של החומרים שבדגימה לפי מאפיינים כימיים.

הכרומטוגרפיה, המגבירה את רגישות המדידה הספקטרומטרית, אורכת זמן ממושך ולכן מייקרת מאוד את התהליך כולו – מאות דולרים לדגימה. לכן ברורה השאיפה לדלג על השלב הכרומטוגרפי, אולם זאת מבלי לפגוע ברגישות האנליזה, כלומר ביכולת לזהות מולקולות רבות ולכמת את ריכוזיהן.

במחקר הנוכחי מציגה קבוצת המחקר של פרופ’ שלומי שיטה המדלגת על הכרומטוגרפיה ומאפשרת להסתפק בספקטרומטריית מסות בלבד מבלי לפגוע משמעותית באיכות האנליזה. הבדיקה מסתיימת תוך 30 שניות בלבד וכך מקצרת את התהליך בכ-98% ומפחיתה את עלותו בשיעור דומה.

לדברי פרופ’ שלומי, החידוש טמון בשימוש בשיטה חישובית שפיתחה קבוצת המחקר – שיטה המציגה קונפיגורציות-עבודה אופטימליות בספקטרומטר המסות, המאפשרת אנליזה ברגישות גבוהה עבור דגימות ביולוגיות ספציפיות. באמצעות אנליזה חישובית מבוצע גם תיקון של המידע הגולמי הנמדד וכימות מדויק של ריכוזים של אלפי מולקולות בדגימות הדם.

פרופ’ תומר שלומי הוא חבר סגל בפקולטות למדעי המחשב ולביולוגיה וחבר במרכז למדעי החיים וההנדסה ע”ש לורי לוקיי. המחקר נערך בתמיכה של הנציבות האירופית למחקר (מענק ERC) והקרן הלאומית למדע (מענק רפואה מותאמת אישית).

 

למאמר ב – Nature Communications לחצו כאן

VISION 2020 – פגשו את חוקרי הטכניון המבטיחים במעבדות שלהם.

השידור יהיה זמין החל מ19:00:

[su_video url=”https://www.facebook.com/TechnionLive/posts/3410540689010013″ width=”720″ height=”220″ controls=”no” autoplay=”yes” loop=”yes”]

 

לצפייה באירוע בפייסבוק

עידן שורץ, דוקטורנט בפקולטה למדעי המחשב, זכה במקום הראשון בתחרות Visual Dialog Challenge שהתקיימה במסגרת  CVPR 2020- כנס בין-לאומי בראייה ממוחשבת, שנערך בתאריכים 18-16 ביוני.

לתחרות הוגשו 330 מודלים שפיתחו צוותים מאוניברסיטאות מובילות בארה”ב ובאסיה וכן קבוצות מחקר מחברת ענק ובהן פייסבוק ומיקרוסופט.

שורץ, הלומד לתואר דוקטור בהנחיית פרופ’ תמיר חזן מהפקולטה להנדסת תעשייה וניהול ופרופ’ אלכסנדר שווינג, מאוניברסיטת אילינוי עוסק בפיתוח מודלים קוגניטיביים המחקים חשיבה אנושית וזאת באמצעות למידה עמוקה. בתחרות האמורה הוא הציג מערכת ממוחשבת המנהלת שיחה עם בני אדם על מצבים יום-יומיים.

המערכת שזיכתה את שורץ בתחרות היא מערכת קשב (attention) ייחודית, החיונית במיוחד במשימות מורכבות שבהן הקלט מורכב מפרטים רבים ורק חלקם רלוונטיים לקבלת ההחלטה. היא יודעת “לעכל” את האובייקטים הרבים שבתמונות – כאן בדוגמה אלה ממתקים, עוגה, כוסות, ילדים – וגם ללמוד דברים תוך כדי דיאלוג ולייחס רמות חשיבות שונות לאובייקטים שונים. חשיבות זו מדורגת על פי “ציון הקשב” של כל אובייקט – לדוגמה, המילה “עוגה” (cake) תקבל כאן ציון קשב גבוה משום שהיא מופיעה גם בדיאלוג וגם בתמונה. בתרשים הבא אפשר לראות את המילים ואת ציוני הקשב שלהן המיוצגים בצבעים חמים יותר (מפות חום).

 

 

כאשר השאלה היא “האם הילדים לובשים כובעים?” הקשב מתמקד בראשי הילדים בתמונה ובמילה “כובעים” (hats) בשאלה. כשהשאלה היא “האם יש נרות על העוגה?” הקשב מתמקד בעוגה שבתמונה ובמילה “נרות” (candles). התמקדות זאת מזכירה את תשומת הלב האנושית לפרטים מסוימים ואת היכולת לסנן את הפרטים שאינם רלוונטיים. חשוב לציין שהמודל אינו מקבל כקלט מפות קשב אנושיות בהליך הלמידה, אלא מסיק את מפות הקשב באופן אוטומטי באמצעות למידה מתשובות אנושיות קודמות. זוהי אחת המסקנות המעניינות של המחקר: באמצעות חיקוי תשובות אנושיות, מכונה מסוגלת להסיק קשב הדומה ליכולת ההתמקדות האנושית.

שורץ ממשיך בפיתוח המערכת, תוך ניסיון לשלב בה ערוצי קלט חדשים ובהם וידאו, אודיו ותמונות מרובות ולהתאימה ליישומים מגוונים ברפואה, בנהיגה אוטונומית ועוד.

 

בחודשים הקרובים תצא לדרך יוזמה משותפת של התאחדות הקבלנים בוני הארץ והפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון, שבמסגרתה יעברו הסטודנטים להנדסה אזרחית התמחות מעשית (פרקטיקום) באתרי בנייה בארץ.

היוזמה הייחודית נועדה לחשוף סטודנטים בשנת לימודיהם השלישית לעולם הבנייה, להפגיש אותם עם בכירי הקבלנים ולחבר אותם לטכנולוגיות בנייה חדשות. היוזמה נולדה לאור המחסור במהנדסים מוכשרים בענף הבנייה והודות לנכונותה של התאחדות הקבלנים בוני הארץ להירתם לאתגר.

הפעילות שתתקיים בחודשים אוגוסט-אוקטובר 2020 הוגדרה כפיילוט, שבמסגרתו ייחשפו הסטודנטים לפרויקטי בנייה בכל שלביהם ורובדיהם. לשם כך תגייס ההתאחדות חברות בנייה שישתתפו בתוכנית.

במסגרת הפיילוט החדשני, כל סטודנט או קבוצת סטודנטים ישובצו לפרויקט מסוים ויקחו בו חלק תחת השגחת מנהל פרויקט. זאת כדי שילמדו בצורה הטובה ביותר על התנהלות העבודה ובמבט רחב ככל האפשר על כל שלבי הפרויקט השונים. הם ייחשפו לפרויקטי בנייה למגורים, הקמת מחלפים, סלילת כבישים ופרויקטי תשתית גדולים נוספים. כל אחד מהסטודנטים יתנסה לפחות בשלושה מששת האשכולות הבאים: עבודות עפר ופיתוח, שלב שלד, ניהול אתר, מערכות (חשמל, אינסטלציה, כיבוי אש, מיזוג ואיטום), בטיחות וגמר.

הסטודנטים יועסקו בהתאם לתנאי ההעסקה הקבועים בהסכם הקיבוצי בענף הבנייה. כל סטודנט ימלא דו”ח פעילות שיגובש לפני תחילת הפעילות ויאושר על ידי אחראי החניכה באתר. ממצאי הפיילוט ייבחנו על ידי צוות אקדמי לבחינת האפקטיביות של הפיילוט. ממצאים אלה יהוו בסיס להמשך פעילות הפרקטיקום הנידונה ולהתאמתה. בתום הפיילוט יבחנו הצדדים את הטמעת ההכשרה במסגרת תוכנית הלימודים השנתית (כנקודות זכות בתואר).

בנוסף, ההתאחדות תשקיע משאבים בהכשרות והדרכות מקצועיות נוספות לסטודנטים ובהן הכשרת בטיחות, הכשרת עבודה בגובה, מפגשים מקצועיים עם בכירים בהתאחדות להכרת ענף הבנייה, חיבור לטכנולוגיות הבנייה החדשות ועוד.

“תוכנית זו הינה תוכנית ייחודית וראשונה מסוגה בארץ לסטודנטים מתחום ההנדסה האזרחית,” אמר זיו לוי, יו“ר ועד הסטודנטים בפקולטה להנדסה אזרחית בטכניון ויוזם התוכנית. “מטרתה היא לפתח אצל המהנדסים לעתיד, את יכולת ההבנה הפרקטית ביחד עם הידע האקדמי אותו רכשו במהלך התואר וכתוצאה מכך, לאחר שנות התואר לצאת מהנדסים טובים יותר אל עולם התעשיה או להמשיך עם ידע טוב ומעמיק יותר אל עולם המחקר. הרעיון שמאחורי הפרויקט הגיע מתוך הבנה כי כאשר בוגרי הפקולטה הם גם בעלי רקע מעשי, הם יתרמו בצורה טובה יותר לכל פרויקט בניה אליו יצטרפו בעתיד.”

“הטכניון פועל כל העת לשפר את הקשר עם התעשייה,” אמר פרופ’ שלמה בכור, דיקן הפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון. אני רואה ביוזמה הזדמנות חשובה לעודד את הקשר עם התאחדות הקבלנים ולסייע לסטודנטים שלנו להשתלב בשוק העבודה באופן המיטבי.”

 

נשיא התאחדות הקבלנים בוני הארץ, ראול סרוגו מסר: “המהנדסים הישראלים הם מהטובים בעולם ולא בכדי. אנחנו מהמדינות שבונות הכי הרבה ביחס לגודלן בעולם כולו ואנו זקוקים לטובים ביותר ולכן ענף הבנייה הישראלי משקיע משאבים נרחבים כדי לשמר ולהעצים את המהנדסים בו. היוזמה המשותפת עם הטכניון נולדה מתוך ההבנה כי לאור מחסור של כ-5,000 מהנדסים אזרחיים בישראל, יש לקצר את הליך כניסתם לעבודה מלאה ועצמאית של בוגרי הטכניון, ושילוב הפרקטיקום בזמן הלימודים הוא פתרון מצוין לעניין זה.”

תל-אביב וחיפה, 15 ביולי 2020 – בהמשך לשיתופי הפעולה האסטרטגיים שיצרה טבע עם מכון ויצמן למדע ואוניברסיטת תל אביב וחוקריהם מוקדם יותר השנה, במסגרת הפעילות הגלובלית של טבע עם שותפים אקדמיים נבחרים פעילות “טבע אקדמיה” ממשיכה להתרחב. בחודשים האחרונים נחתמו כמה שיתופי פעולה עם הטכניון בתחום האימונותרפיה לסרטן ולמחלות מערכת העצבים. זאת, גם בצל משבר הקורונה, כאשר במהלך החודשים האחרונים המחקר המשותף צבר תאוצה, והחוקרים בטכניון פועלים לקידומם של המחקרים בסיוע קבוצות מחקר ופיתוח של טבע מהארץ ומהעולם.

הפרויקטים החדשים שנחתמו לאחרונה מתמקדים בפיתוח שיטות אימונותרפיות חדשות בתחומי הסרטן והמוח. צוותי חוקרים מטבע ומהטכניון עורכים מחקר משותף לבדיקת יעילותם של טיפולים אימונותרפיים חדשניים על ידי נוגדנים או תרפיה תאית במודלים ייחודים לטיפול בסרטן, פרקינסון ומיגרנה. כך למשל משלבים הפרויקטים טכנולוגיות מתקדמות לפיתוח נשאי תרופות חכמים שיוכלו להגיע למוח או לגידולים סרטניים, הפעלה של אזורי פעילות רלוונטיים במוח ובחינת השפעתם על הפריפריה העצבית ומערכת החיסון, וחקר השפעת המיקרוביום (הסביבה החיידקית הקיימת בתוך גוף האדם) על התפתחות מחלת פרקינסון. הפרויקטים משלבים הנדסת נוגדנים וחלבונים וכן אנליזות חישוביות מתקדמות של המערכת החיסונית והחיידקית.

עוד יצוין, כי בתמיכת רשות החדשנות ניתנו השנה שלושה מענקי “נופר” לחוקרים מהטכניון המהווים חלק משיתוף הפעולה עם טבע, ובימים אלה בוחנת הרשות שיתופי פעולה דומים נוספים. בסה”כ החלו בחודשים האחרונים שישה פרויקטים משותפים לחוקרי הטכניון וטבע כחלק מהשת”פ המחקרי. בנוסף, שמונה סטודנטים מצטיינים מהטכניון נבחרו לפורום הסטודנטים הארצי של טבע המכונה The National Forum for Bioinnovators by Teva, וכולל מלגות והכשרות מקצועיות ואישיות לסטודנטים ולמנחים שלהם במטרה לחבר אותם לעולם הפארמה.

פרויקטים אלה, אשר מנוהלים דרך מוסד הטכניון למחקר ופיתוח מהווים נדבך משמעותי בתוכנית שיתופי הפעולה שטבע יזמה ומקדמת עם האקדמיה הישראלית, שיתופי פעולה שנחשפו במהלך השנה האחרונה. כדי לאתר את אותם שיתופי פעולה ביצעה טבע תהליך עמוק לאיתורם ולמיפויים של שותפי מחקר פוטנציאליים ובחנה כ-400 מעבדות באקדמיה הישראלית וכ-90 סטארטאפים בתחום הביולוגיה. מתוכם בחרה חברת טבע ב-15 שיתופי פעולה אסטרטגיים עם קבוצות מחקר מובילות באקדמיה בישראל, שהחבירה אליהן יוצרת ערך משמעותי ואסטרטגי הן למוסדות האקדמיה והן לטבע. יש לציין, שהתהליך נמשך כל העת ועתיד להתרחב במהלך השנה.

לדברי ד”ר דנה בר-און, מובילת הפרויקט ומנהלת קשרי אקדמיה בטבע, “שיתוף הפעולה עם הטכניון הוא אחת מאבני הבניין המרכזיות של תכנית קשרי האקדמיה של טבע – בישראל ובעולם. לאחר מיפוי אינטנסיבי מצאנו בטכניון חוקרים ושותפים מובילים למחקר ופיתוח משותפים גם בשלבים המוקדמים. שילוב הכוחות של האקדמיה עם טבע תופס תאוצה בימים אלה למרות העיכוב שנגרם עקב התפשטות הקורונה וסגירת חלק מהפעילות באוניברסיטאות. אנו מאמינים כי הפרויקטים יבשילו בשנים הקרובות וחלקם יוכלו להיכנס ל-pipeline העתידי של טבע”.  

“שיתוף פעולה בין חוקרי הטכניון לחוקרי טבע כבר נשא בעבר פרי והביא לפיתוחה של התרופה אזילקט”, אמר פרופ‘ קובי רובינשטיין, המשנה לנשיא הטכניון למחקר. “הטכניון מעודד ומקדם קשרי תעשייה ואקדמיה על בסיס שוטף לטובת קידום המחקר והכשרת הסטודנטים שלו. אני מברך על שיתוף הפעולה המחקרי עם חברת טבע ומשוכנע שיוביל לפיתוחים חדשניים בתחום הפארמה לטובת האנושות כולה.”

אודות טבע אקדמיה

המחקר והפיתוח של טבע בתחום האינובטיבי (תרופות מקור) צמחו בישראל החל משנות השמונים מתוך שיתוף פעולה פורה עם האקדמיה הישראלית. כתוצאה מכך פיתחנו תרופות מרכזיות בפורטפוליו מוצרי המקור של החברה אשר ממשיכות עד היום להשפיע לטובה על בריאותם ולשפר את חייהם של מטופלים רבים ברחבי העולם. טבע, שהינה חברה גלובלית הפועלת בכ-60 שווקים, רואה חשיבות אסטרטגית בבניית שיתופי פעולה מדעיים עם מוסדות אקדמיים מובילים, ובפרט עם האקדמיה הישראלית, ומאמינה כי מערכת יחסים הדוקה עם האקדמיה עוד מהשלבים המוקדמים תוכל להוביל לפיתוח תרופות מתקדמות וטכנולוגיות חדשניות לטובת המטופלים ברחבי העולם.

הפעילות האקדמית של טבע העולמית מנוהלת מישראל על ידי צוות מיוחד לעניינים אקדמיים בחטיבת המחקר והפיתוח של החברה בהובלת ד“ר דנה בר-און. במסגרת זו, טבע תומכת בשיתופי פעולה עם האקדמיה, שותפה לקונסורציומים גלובאליים המשלבים תעשיה ואקדמיה, וכמו כן תומכת בוועידות מדעיות, מלגות סטודנטים, התמחות של דוקטורנטים ופוסט-דוקטורנטים בטבע, ופרסומים מדעיים משותפים עם מוסדות אקדמיים.

חוקרים מהטכניון ומאוניברסיטת ייל הציגו בכתב העת Nature Nanotechnology מתווה לפיתוח טכנולוגיה חדשנית לסינון סלקטיבי של מים. הטכנולוגיה צפויה להאיץ, לשפר ולהוזיל תהליכי התפלה וטיפול במים ולקדם פיתוחים ברפואה, בייצור אנרגיה ובתחומים נוספים.

המחברים הראשיים של המאמר הם ד”ר רזי אפשטיין, חבר סגל חדש בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון, ופרופ’ מנחם אלימלך מאוניברסיטת ייל שהנחה אותו בפוסט-דוקטורט.

פיתוחן של טכנולוגיות סינון סלקטיביות הוא קפיצת מדרגה בתהליכי ממברנות – גישה שמיושמת רבות בהתפלה, כלומר בהפרדת מלחים ממים. התפלה ממברנלית, הידועה גם בשם “אוסמוזה הפוכה”, החליפה הודות ליתרונותיה את ההתפלה התרמית המבוססת על אידוי ומצריכה השקעה אנרגטית עצומה.

בעולם ההנדסה והמים, אוסמוזה הפוכה היא טכנולוגיה המשמשת כבר יותר מחמישים שנה להתפלת מים ולשימושים אחרים, וזאת באמצעות ממברנות פולימריות. למרות ההתפתחויות והשיפורים בתחום זה, ממברנות אלה עדיין מוגבלות מאוד בביצועיהן, בין היתר בהקשרים של סינון סלקטיבי.

לדברי ד”ר אפשטיין, “סינון סלקטיבי הוא יעד מבוקש כל כך מכמה סיבות. ראשית, מהסיבה הבריאותית – תהליך התפלה או טיפול סטנדרטי (לא סלקטיבי) מוציא מהמים גם מינרלים שאנחנו רוצים שיישארו, בעיקר בשל ערכם התזונתי. שנית, מההיבט הסביבתי – ככל שהסינון יותר גורף ופחות סלקטיבי, אנחנו זורקים תמלחת מרוכזת יותר ורבה יותר הפוגעת בסביבה. שלישית, מהסיבה הכלכלית – במים יש חומרים יקרי ערך, למשל ליתיום, שאם תוכל להפריד ולשמור אותם – תרוויח. בשורה התחתונה – סלקטיביות היא יעד הגיוני וחשוב, והוא גם רלוונטי לתהליכים שאינם קשורים לטיפול במים – בהפקת אנרגיה, ברפואה ובחישה של חומרים שונים.”

אף שממברנות סלקטיביות מעסיקות קבוצות מחקר רבות בעולם, יעילותן עדיין אינה משביעת רצון. “כאן,” אומר ד”ר אפשטיין, “בא לעזרתנו הטבע, שפיתח באינסוף שנות אבולוציה מנגנוני סלקטיביות יעילים להפליא. אחד התהליכים הללו, למשל, מתרחש בתעלות היונים (ion channels), הנמצאות בקרומיהם של תאים חיים ומשמשות מסנן מולקולרי של יונים.”

דוגמא בולטת ומעוררת השראה לתעלת יונים סלקטיבית היא תעלת האשלגן – מעין “סלקטורית” המאפשרת כניסה ליוני אשלגן בלבד. פעילותה מבוססת בין השאר על העובדה שמולקולות האשלגן, במצבן הרגיל, עטופות במים ולכן הן “שמנות” מכדי להיכנס לתעלה. כדי להיכנס לתעלה הן חייבות להשיל מעליהן את מולקולות המים, והן עושות זאת בתהליך של התייבשות (dehydration). תהליך זה מקל על תעלת היונים לזהות את יוני האשלגן, להבדיל בינן למולקולות דומות כגון סודיום, ולאפשר רק ליוני האשלגן לעבור דרכן באמצעות אתרי קישור (binding sites) ייעודיים.

ייצורן של ממברנות סלקטיביות מלאכותיות נבחן כיום בכמה אפיקים, הן בשיפור של ממברנות סטנדרטיות (פולימריות) והן ביצירה של ממברנות חדשות לגמרי מחומרים חדשים כגון גרפין ושפופרות פחמן. במעבדה החדשה של ד”ר אפשטיין בטכניון נבחנות כל האפשרויות, אבל הוא מעריך שהפתרון היעיל יימצא בשיפור של ממברנות פולימריות ומקווה שהמאמר הנוכחי יעניק דחיפה לפיתוח התחום ולהאצתן של ממברנות סלקטיביות למגוון תחומים.

 

ד”ר רזי אפשטיין, יליד עמק יזרעאל, השלים תואר ראשון ושני באוניברסיטת בן גוריון ותואר שלישי בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון בהנחיית פרופ’ מיכל גרין. הוא הצטרף לסגל הטכניון באוקטובר 2019 אחרי פוסט-דוקטורט בייל, שם החל במחקריו בטכנולוגיות סינון סלקטיביות.

המחקר נתמך על ידי משרד האנרגיה האמריקאי.

למאמר ב- Nature Nanotechnology  לחצו כאן