חודש: ספטמבר 2020

ד”ר בקנשטיין מקבל את המענק לטובת פיתוחם של חומרים פרובסקיטים האלידיים (halide perovskites). חומרים מיוחדים אלה מאופיינים ביעילות גבוהה בהמרת אנרגיה וצפויים לחולל מהפכה ביישומים אופטואלקטרוניים כגון גלאים מתקדמים, הפקת אנרגיה חשמלית מאור השמש ואפילו תקשורת קוונטית. בשונה ממוליכים למחצה שנמצאים בשימוש נרחב (כגון סיליקון וגרמניום) פרובסקיטים האלידיים מושפעים אך מעט מנוכחותם של פגמים בחומר, ולכן הם מוצלחים מאוד בהתקנים  הדורשים יעילות גבוהה. ד”ר בקנשטיין כבר הצליח, במחקר משותף עם עמיתיו בברקלי ובהרווארד, לייצר ננו-גבישונים פרובסקיטים בצורה של נקודה, סיב ומשטח, ובעזרת שליטה בחומר לקבוע את התכונות הפיזיקליות של הגביש ולשלבן בהתקנים לטובת האדם. המחקר הנוכחי יתבסס על יצירת שילובים של פרובסקיטים דו-ממדיים עם חומרים אחרים כגון תחמוצות ומתכות במטרה לגלות תכונות פונקציונליות חדשות.

ד”ר בקנשטיין השלים את כל תואריו בפיזיקה וכימיה באוניברסיטה העברית ופוסט-דוקטורט באוניברסיטת קליפורניה ברקלי, והצטרף לסגל הטכניון בשנת 2018. במהלך השנים הוא זכה בפרסים רבים ובהם פרס קייט ופרנץ ווינר על הצטיינות בעבודת דוקטורט, מלגת רוטשילד היוקרתית לפוסט-דוקטורנטים ומלגת אלון לתמיכה במדענים צעירים.

לקריאת ההודעה הרשמית של ERC, לחצו כאן

נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון פנה במכתב למנכ”לים בכירים במשק ובו ציין כי הטכניון נרתם לקידום הכשרות למהנדסים בהתאמה לצורכי התעשייה בתקופת משבר הקורונה. במכתב, שנשלח בין היתר לבכירים ברפאל, אינטל, תעשיה אווירית, אלביט, קבוצת רד-בינת, מייקרוסופט, נמל אשדוד ומוסדות ביטחוניים נוספים. פירט נשיא הטכניון את תוכניות הלימודים לתואר שני שיהיו זמינות לראשונה בשילוב למידה מרחוק: לתואר השני בהנדסה ביו-רפואית, שנפתח להרשמה במתכונת זו בחודש אפריל האחרון, מצטרף כעת מסלול הלימודים לתואר שני בהנדסת מערכות. שתי התוכניות יחלו לפעול באוקטובר 2020 ויימשכו 5 סמסטרים.

במכתב ציין פרופ’ סיון כי תוכניות הלימודים “פותחו בהתאם לצורכי התעשייה ולאתגרים הטכנולוגיים והן מיועדות למהנדסים עובדים ומצטיינים. התוכניות נבנו על ידי צוות מומחים מהטכניון בראשות פרופ’ אביב רוזן ופרופ’ שולמית לבנברג כדי להנגיש את הידע הרב של הטכניון ולהכשיר את בוגרי התארים כמובילים בתחומם”.

את מכתבו חתם נשיא הטכניון בכך שתוכניות הלימוד לתואר שני בהנדסת מערכות ובהנדסה ביו-רפואית יפעלו בשילוב לימודים מרחוק בזמן אמת בקבוצות קטנות עם מספר סטודנטים מוגבל, וזאת “ברוח התקופה המאתגרת שעוברת עלינו וכדי לעודד את המשק להכשיר את הדור הבא של המהנדסים לטובת המשק הישראלי והמצוינות הלאומית”.

את שתי תוכניות הלימוד תפעיל היחידה ללימודי חוץ ולימודי המשך בטכניון. תוכנית הלימודים לתואר שני בהנדסת מערכות בניהולו האקדמי של פרופ’ אביב רוזן היא התוכנית הוותיקה בישראל בתחום זה והיא מציידת את מהנדס המערכות בידע ובכלים המקצועיים שבעזרתם יוכל להתמודד בהצלחה עם המשימות המורכבות הקיימות כיום בשטח. המרצים בתוכנית כוללים אנשי סגל בכיר של הטכניון ומרצים נוספים מהמובילים בתחום. גופים שונים במערכת הביטחון, במשרד ראש הממשלה ובארגונים קשורים נוספים בוחרים בטכניון כמוסד האקדמי המוביל בהכשרת מנהיגות בפרויקטים טכנולוגיים.

תוכנית הלימודים לתואר שני בהנדסה ביו-רפואית, בניהולה האקדמי של פרופ’ שולמית לבנברג, מכשירה מהנדסים עם רקע מגוון וניסיון מעשי לתחומי ההנדסה הביו-רפואית ולממשק בין הנדסה ומדעי הרפואה. בוגרי התואר משתלבים כמהנדסים מובילי דרך בתפקידי מפתח במחקר ופיתוח, בניסוי, בייצור, באבטחת איכות וביישום מערכות ושיטות למען בריאות האדם ואיכות חייו וכן בחברות הזנק רבות בתעשייה הביו-רפואית המתפתחת כיום בקצב מהיר ביותר. את התוכנית מעבירים מרצים מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון ומהתעשייה, שמאחוריהם ניסיון עשיר בהוראה וחינוך מדעי-טכנולוגי, מוניטין מוכח של מחקר ברמה בינלאומית ותרומה מכרעת לקידום המשק הישראלי בתחום ההנדסה הביו-רפואית.

מחקר שנערך בטכניון ובבית החולים לילדים בסינסינטי (אוהיו, ארצות הברית) מצביע על הקשר בין נזק לסיבים המוליכים אותות חשמליים במוח להפרעות קוגניטיביות מסוימות. המחקר שהתפרסם ב-PNAS, רשומות האקדמיה האמריקנית למדעים, מציג הצלחה ראשונית בבלימת הנזק הקוגניטיבי באמצעות עיכוב התהליך הפוגע בהולכת האותות במוח.

את המחקר הובילו פרופ’ איתמר קאהן מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון ופרופ’ ננסי רטנר מבית החולים לילדים בסינסינטי (CCHMC) והשתתפו בו הדוקטורנט ג’אד עאסלה, הלומד במסלול MD/PhD בטכניון, וד”ר בן שופטי, בעבר דוקטורנט בקבוצת המחקר של פרופ’ קאהן וכיום נוירוכירורג במרכז הרפואי תל אביב.

המחקר הנוכחי התמקד בהפרעה ההתפתחותית הגנטית NF1 (נוירופיברומטוזיס מסוג 1). מחלה זו, הנובעת מפגיעה בגן Nf1, עלולה להוביל להיווצרות גידולים במערכת העצבים, לתסמיני אוטיזם, להפרעות קשב וריכוז קשות ולעיכוב בהתפתחות כישורים מוטוריים. הפגיעה מתרחשת בעיקרה בחומר הלבן במוח – אזור העשוי מסיבים המקשרים בין תאי עצב. סיבים אלו עטופים בחומר מבודד הנקרא מיאלין החיוני להולכת אותות תקינה. סיבי החומר הלבן מקשרים בין אזורים שונים במוח, ותפקודו תלוי בפעילותם התקינה.

החוקרים התמקדו באוליגודנטרוציטים – התאים המייצרים את המיאלין – ובדקו את הקשר בין פגמים בארגון המיאלין להפרעות נוירולוגיות. הם הראו כי תקלות בייצור המיאלין מובילות לפגיעה בסיבים המחברים אזורי מוח שונים וכך גורמות לפגיעה ביכולת תנועה עדינה ובתפקודים נוספים. בניסויים שנערכו בעכברים מהונדסים גנטית מיפו החוקרים את הקשר בין הפגיעה המוחית האנטומית (שנחקרה באמצעות סריקות מבניות ב-MRI) לבין הקישוריות התפקודית (שנבדקה באמצעות MRI תפקודי, fMRI). בעזרת שיטות הדמייה ייחודיות אלה, מהמתקדמות בעולם, הדגימו החוקרים מקור מבני ותפקודי לפגיעה התנהגותית הנגרמת כתוצאה מהמחלה.

פרופ’ רטנר הדגימה במחקרים קודמים כי באמצעות תרופות קיימות, הבולמות את ייצור החנקן החמצני (nitric oxide) ברקמת המוח, אפשר למנוע נזקים בחומר הלבן וכך “להציל” את הקישוריות התפקודית. בהמשך לכך מגלה המחקר הנוכחי כי טיפול דומה אכן יעיל בצמצום הנזקים שגורמת מחלת NF1 למיאלין. יתר על כן, נראה שבדיקות מבניות ותפקודיות באמצעות MRI יאפשרו להעריך את יעילותו של הטיפול במטופלים ספציפיים.

לסיכום, המחקר מדגיש את חלקו של חומר לבן פגום בהפרעות מוחיות ומציע טיפול נקודתי, מותאם אישית, להפרעות הקשורות ביצירת מיאלין. כעת משתתפים פרופ’ קאהן ופרופ’ רטנר במחקר קליני שבו הם בודקים את בטיחותו של הטיפול שהודגם במחקר הנוכחי ואת יעילותו בשיפור היכולות הקוגניטיביות בילדים הסובלים ממחלת NF1. לדבריהם, המחקר מדגיש את חשיבותם של מודלים מותאמים-אישית בהבנה של תפקודי מוח.

המחקר נערך בסיוע רשות המחקר בטכניון ובתמיכת הקרן הלאומית למדע (ISF), קרן אדליס ומכוני הבריאות האמריקאים (NIH).

למאמר בכתב העת  PNAS לחצו כאן

מרגע שפרצה מגפת הקורונה פעלו הצוותים הרפואיים בעולם כולו מתוך הנחה שחולי סרטן נמצאים בקבוצת סיכון להידבקות במחלה. להגדרתם של חולי סרטן כקבוצת סיכון היו השלכות מרחיקות לכת על הטיפול בהם, וזאת ללא שום ביסוס מדעי קודם. חולים חששו להגיע לטיפולים מחשש להידבק בקורונה בבתי החולים, ובמדינות מסוימות אף יצאו הנחיות לדחיית טיפולים אונקולוגיים במצבים מסוימים.

מחקר חדש שערכו חוקרים ברמב”ם ובטכניון מעלה ממצאים מפתיעים, שלפיהם אין בסיס ממשי לשיוך הגורף של חולי הסרטן לקבוצת הסיכון הרחבה של אנשים הסובלים ממחלות רקע. המחקר שנערך בהובלת פרופ’ אירית בן אהרון, רופאה-חוקרת ומנהלת המערך האונקולוגי ברמב”ם  ופרופ’ יובל שקד ראש המרכז המשולב לחקר הסרטן ע”ש רפפורט בטכניון (R-TICC) בשיתוף ד”ר טל גושן-לגו מהמערך האונקולוגי ברמב”ם התפרסם בכתב העת היוקרתי  Cancers בגיליון מיוחד העוסק בהשפעת נגיף הקורונה על חולי סרטן.

המחקר הקיף 271 נחקרים, מהם 164 חולי סרטן, שהגיעו למרכז הרפואי רמב”ם כדי לקבל טיפולים שוטפים במחלתם, וקבוצת ביקורת של 107 עובדים בריאים מקרב הצוותים הרפואיים. במסגרת המחקר, שנערך בין מרץ ליוני 2020, עברו כל המשתתפים בדיקות דם בשלושה מועדים שונים, במטרה לבחון שינויים בפרופיל של מערכת החיסון. בבדיקות נוטרו שלושה נוגדנים –   IgG, IgMו-IgA – המייצגים יצירת נוגדנים בזמנים שונים של חשיפה לנגיף.

“הופתענו להיווכח שחולי הסרטן והנחקרים הבריאים פיתחו נוגדנים בשיעורים דומים,” אומרת פרופ’ בן אהרון. “2.4% מחולי הסרטן שהשתתפו במחקר ו-1.9% ממשתתפי קבוצת הביקורת הבריאים פיתחו נוגדנים לקורונה וכולם היו א-סימפטומטיים. יתר על כן, בכל תקופת המחקר לא התגלו כלל חולי קורונה סימפטומטיים בקרב אוכלוסיית המחקר ובכלל אוכלוסיית המטופלים האונקולוגיים אצלנו.” פרופ’ בן אהרון מציינת כי באמצעות טכנולוגיית CyTOF מופו תאי מערכת החיסון והתגלה שוני משמעותי בין פרופיל תאי החיסון של חולי סרטן שהיו חיוביים לנוגדנים לקורונה לבין הפרופיל החיסוני של אנשי הצוות החיוביים.

לדברי פרופ’ שקד, “ההשערה שלנו היא שהתגובה השונה של חולי סרטן למחלה קשורה בעובדה שהטיפול האנטי-סרטני משנה את הפרופיל של המערכת החיסונית. התאים המילואידים, שהם תאים חיוניים במערכת החיסון, נפגעים מאוד מנגיף הקורונה. בכלל האוכלוסייה ובצוותים הרפואיים שהשתתפו במחקר, הנגיף מפחית את שיעור התאים המילואידיים בכ-90%; בחולי הסרטן, לעומת זאת, הוא מפחית אותם רק ב-50%. עובדה זו מקנה לחולי הסרטן הגנה יחסית.”

פרופ׳ בן אהרון מוסיפה כי העובדה שפרופיל מערכת החיסון ותפקודה משתנים בשל הטיפולים האונקולוגיים (ובייחוד טיפולים אימונותרפיים) מגבילה ככל הנראה את יכולתו של נגיף הקורונה להשרות דלקת בקרב החולים המקבלים טיפולים אלה. החוקרים מעריכים כי זו הסיבה לכך ששיעור חולי הסרטן המפתחים מופע חמור של קורונה נמוך יחסית לאוכלוסייה.

ממצאי המחקר מניחים את היסודות למחקר המשך שינסה לקבוע האם לחלק מהטיפולים הניתנים לחולי סרטן, ובכלל זה טיפולים אימונותרפיים, יכול להיות אפקט מגן מפני נגיף הקורונה.

למאמר לחצו כאן

המחקר נתמך על ידי הקרן לחקר הסרטן בישראל (ICRF) והנציבות האירופית (מענק ERC).

פרופ’ אירית בן אהרון היא רופאה-חוקרת ומנהלת המערך האונקולוגי הקריה הרפואית רמב”ם.

פרופ’ יובל שקד הוא ראש המרכז המשולב לחקר הסרטן ע”ש רפפורט בטכניון (R-TICC). המרכז, שנחנך בשנת 2016, מקדם מחקרים המשלבים מדע בסיסי, קליני והנדסי לטובת פיתוח כלים חדשים לאבחון סרטן, לטיפול ולמעקב.

ניסויים שתוכננו בטכניון יבחנו את השפעותיה של כבידה אפסית על תהליכים ביולוגיים. לאחר דחיות ועיכובים, שוגרו לפנות בוקר לחלל שני ניסויים של חוקרים בטכניון יחד עם שותפיהם באיטליה.

שיגור הלוויין, פרויקט משותף של סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע והטכנולוגיה וסוכנות החלל האיטלקית, יתבצע מבסיס החלל האירופי בקורו שבגינאה הצרפתית, על גבי משגר מסוג וגה.

על הננו לווין הישראלי מורכבת מעבדה זעירה, שיוצרה על ידי חברת ספייס פאמרה. המעבדה בגודל של קרטון חלב כוללת בתוכה ארבעה ניסויים בתחומי הרפואה, הביולוגיה והכימיה שיספקו מידע חדש ופורץ דרך על מחלות ומניעתן – מידע שאינו מתקבל בתנאי הכבידה הקיימים על כדור הארץ. המעבדה הממוזערת, שניתן יהיה לשלוט בטמפרטורה שלה בחלל,  מופעלת באופן אוטונומי. עד עכשיו ניסויים כאלה בתנאי חוסר כבידה מבוצעים רק בתחנת החלל הבינלאומית ומופעלים על ידי אסטרונאוטים. פיתוח זה של ספייס פארמה מאפשר למעשה לכל מדען לערוך את הניסוי בצורה עצמאית, נגישה, בטוחה ובשליטה מלאה מרחוק, בזמן שהחוקר נמצא במעבדה באוניברסיטה או בבית החולים.

הניסויים תוכננו על ידי ארבעה צוותים של מדענים בשתי המדינות, ולכל ניסוי רפואי שותפים חוקר ישראלי וחוקר איטלקי. המוסדות הישראליים שמשתתפים בניסויים: הטכניון עם 2 ניסויים,  האוניברסיטה העברית והמרכז הרפואי שיבא.

האירוע שודר בשידור חי  בדף הפייסבוק של סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע והטכנולוגיה

פירוט החוקרים והמחקרים:

1. פרופ’ ג’וזפה פליני מהמחלקה לכימיה באוניברסיטת בולוניה ופרופ’ בועז פוקרוי מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים בטכניון יחקרו יעילות של חומרים אנטי-חיידקיים בתנאי חוסר כבידה. במהלך הניסוי יערך מעקב אחר פירוק של בקטריות על ידי אנזים. מחקר זה הינו חלק ממאמץ למניעת זיהומים בבתי חולים וזיהומים הנישאים על גבי משטחים שונים.
2. פרופ’ אלסנדרה די-מאזי מאוניברסיטת רומא-טרה ופרופ’ דניאל קורניצר מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון יבצעו ניסוי על אלבומין שהוא חלבון חשוב הנמצא בדם ומעביר מולקולות שונות וחשובות כגון חומצות שומן, הורמונים, תרופות ועוד. ניסוי יבדוק כיצד תרופות נספגות על ידי אלבומין, אחד החלבונים העיקריים בדם, בתנאי חוסר כבידה.
3. פרופ’ אלסנדרו דסידרי מהפקולטה לביולוגיה באוניברסיטת טור-ורגטה -רומא ופרופ’ איתמר וילנר מהאוניברסיטה העברית יבדקו את תופעת ה”קיפול” של מולקולות DNA. תופעה זו, הקשורה במנגנון חלוקת תאים והגנה על המטען הגנטי מנזקים, עשויה לסייע בחקר תהליכי הזדקנות וכן במניעת תהליכים סרטניים.
4. פרופ’ רפאלו זרילי מהמחלקה לבריאות הציבור באוניברסיטת פדריקו II בנאפולי ופרופ’ אוהד גל-מור מהמרכז הרפואי “שיבא” תל השומר יחקרו כיצד חיידקים מפתחים עמידות לאנטיביוטיקה כשהן בתנאי חוסר כבידה ובסביבה הקיצונית של החלל. קוניוגציה הוא תהליך של העברת חומר גנטי מחיידק לחיידק ויכול להוביל לרכישת עמידות לאנטיביוטיקה. ניסוי זה עשוי לאפשר פיתוח תרופות וגישות חדשות למניעת רכישת עמידות לאנטיביוטיות ע”י חיידקים.

תוצאות הניסויים, שאמורות להגיע בשבועות הקרובים, ישודרו אל תחנת הקרקע של חברת ספייס-פארמה הממוקמת בשוייץ ומשם יועברו לחוקרים בישראל. הננו לוויין יחלוף שש פעמים ביום מעל תחנת הקרקע ויעביר נתונים לכדור הארץ. הנתונים ינותחו במעבדות בארץ ועל סמך המידע הזה ישודרו פקודות להמשך הניסוי בחלל בצורה אינטראקטיבית ובזמן אמת. במקביל, יבצעו החוקרים את הניסויים במערכת זהה על הקרקע. ההבדלים בין הניסויים בתנאים השונים יספקו מידע ייחודי שעשוי להוביל לפריצות דרך.

לחצו על התמונה על מנת לצפות בשיגור באדיבות סוכנות החלל הישראלית:

למידה מחוץ לכיתה. בעקבות מגפת הקורונה ילמדו תלמידים רבים השנה בחוץ, בפארקים ובחצר בית הספר. זאת כפתרון למצוקת הקפסולות והמחסור בכיתות לימוד. פרופ’ טלי טל, דיקנית הפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, חוקרת את הנושא כבר שנים. לדבריה, “הלמידה החוץ-כיתתית אינה הרע במיעוטו אלא פורמט שיש בו יתרונות עצומים. הממצאים במחקרים שלנו מראים שהלמידה מחוץ לכיתה אומנם אינה משפרת ציונים במבחני בגרות ובמבחני פיזה, אבל היא מייצרת חווית למידה עשירה ומעמיקה, המעודדת את התלמידים להשתתף בה באופן אקטיבי ומטמיעה בהם ערכים חברתיים וכישורים כגון יוזמה, מנהיגות ועבודת צוות.”

מתמטיקה, ללא ספק, היא אחד התחומים המאתגרים עבור תלמידים בכל הגילאים. כיצד ניתן לגרום לתלמידים לרצות ללמוד מתמטיקה ולהבין את השימושיות שלה? לדברי ד”ר זהבית כהן, “הפתרון טמון בחיבור ההוראה לאתגרי הטכנולוגיה וליישומים אותנטיים מתחום המדע, ההנדסה והטכנולוגיה. חיבור כזה יסייע בשיפור המוטיבציה ובשיפור האוריינות המתמטית של התלמידים, אשר מתייחסת ליכולת תלמידים להבין את המתמטיקה בהקשר של העולם האמיתי.”

ד”ר עינת הד מצוינים עוסקת גם היא בקירוב התלמידים למתמטיקה. כמורה ויועצת לשעבר היא זיהתה את ההבדלים הרגשיים ביחסם של תלמידים למתמטיקה – מאהבה גדולה ועד חרדה. “הבנתי שזה לא עניין של ידע אלא של תחושה – מה אנחנו מרגישים כלפי המתמטיקה. אני מאמינה שאפשר לשפר את הזהות המתמטית באמצעות דרכי הוראה דיאלוגיות יותר.”

פרופ’-אמריטוס נצה מובשוביץ-הדר סבורה כי תוכנית הלימודים במתמטיקה מקנה לתלמידים תחושה (שגויה) שהתשובות לכל השאלות המתמטיות ידועות כבר למורים ונמצאות בספרים. תחושה זו, היא אומרת, מנוגדת לטבעה המתחדש בהתמדה של המתמטיקה. כתשובה לכך היא מציגה את “הבזקי-חדשות-במתמטיקה” (MNS) – גישה המנגישה את המתמטיקה בת-זמננו לתלמידי תיכון. כל אחד מההבזקים חושף את התלמידים לחדשה אחרת, לרקע המתמטי שלה, לפרטים על אודות המתמטיקאים שעסקו בה, למשמעותה וליישומיה במידה שכבר קיימים.

ד”ר רינת רוזנברג קימה מאמינה שרובוטים יכולים לסייע רבות הן בהוראה והן בהיבטים רגשיים הקשורים בלמידה. רובוטים מתאימים למשימות “אפורות” כגון תרגול ושינון ולימוד לוח הכפל. בניגוד למורה, הם אינם משתעממים ובניגוד לאפליקציה הם פונה לכלל הכיתה ולא לתלמיד ספציפי. באשר להיבט הרגשי, אומרת ד”ר רוזנברג קימה, “לעתים נוח יותר לתלמידים לפנות לרובוט ולא למורה אנושי משום שהרובוט אינו ביקורתי, אינו שיפוטי ויש לו סבלנות אין-סופית. אולי בעתיד יוכלו הרובוטים לבצע משימות יותר מורכבות.”

ד”ר עדו רול עוסק בשיפור ההוראה המדעית כך שתתמוך בתלמידים בהפיכתם למדענים טובים יותר. לשם כך הוא מעצב סביבות למידה ממוחשבות התומכות בחשיבה מדעית, בהסקת מסקנות, בלמידה מטעויות וביצירתיות מחשבתית. הוא גם מפתח שיטות מדידה חדשניות העושות שימוש בעקבות הדיגיטליים שתלמידים מותירים אחריהם (Learning Analytics). לדבריו, “המידע הרב שנשמר במערכות הלימוד מאפשר לנו להבין כיצד תלמידים לומדים, ולבנות מערכות שמתאימות את עצמן ללומד. בראייה רחבה יותר היינו רוצים לראות את הגישות האלה מצמצמות פערים לימודיים וחברתיים.”

ניסוי קליני בטכנולוגיה חדשנית לאבחון קורונה הניב הצלחה משמעותית: דיוק ורגישות שבין 92% ל- 100%. המערכת מספקת אבחון מיידי, אמין ומדויק על סמך נשיפה קצרה לתוך מכשיר ייעודי. את המחקר שפורסם בכתב העת ACS Nano הובילו חוקרי הטכניון פרופ’ חוסאם חאיק וד”ר יואב ברוזה מהפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון בטכניון וממכון ראסל ברי למחקר בננוטכנולוגיה. מימוש הטכנולוגיה ומסחורה נערכים במסגרת חברת Nanose Medical.

COVID-19, ובשמה העממי קורונה, היא מחלה נגיפית שגבתה עד כה את חייהם של כ-650,000 בני אדם. המחלה, הקטלנית עשרות מונים משפעת, נפוצה במהירות ברחבי העולם והדביקה כ-6.5 מיליון איש בכ-200 מדינות.

אחד האתגרים שמציגה מגפת הקורונה קשור בכך שחלק ניכר מהחולים בה אינו מפגין סימפטומים כלל, וגם החולים הסימפטומטיים מפתחים את הסימפטומים רק לאחר כ-11 יום (בממוצע) אחרי ההדבקה. התוצאה: חולים רבים אינם יודעים כלל שהם חולים וכך הם מדביקים אחרים, העלולים להיפגע מהמחלה ברמות שונות של חומרה – מהעדר סימפטומים ועד מצוקה נשימתית חריפה ומוות.

כיום מבוצע אבחון קורונה באמצעות נטילת דגימה מריריות האף והלוע ואנליזה של הדגימה על ידי צוות מקצועי במעבדה – תהליך יקר מאוד במונחי עלות, זמן, שינוע וכוח אדם. יתר על כן, הביקוש העצום לבדיקות אלה הוביל למחסור עולמי חריף בציוד ובחומרים הנדרשים לבדיקה: ריאגנטים, מטושים, ערכות להפקת החומר הגנטי מהנגיף ומכשירים לביצוע הבדיקה. מצוקה זו הובילה למירוץ רפואי ומדעי שמטרתו לפתח בדיקה זולה, פשוטה ומהירה שאפשר לבצע בבית ולכל הפחות במרפאות קהילתיות. הבדיקה חייבת לאתר גם חולים בשלבים מוקדמים ואסימפטומטיים של המחלה.

הטכנולוגיה שפיתחה קבוצת המחקר של פרופ’ חוסאם חאיק מבוססת על ניטור הבל הפה באמצעות מערכי חישה ננומטריים בעלי רגישות גבוהה. מערכים אלה מזהים את “טביעת האצבע” של מחלות שונות כפי שהיא מתבטאת בסמנים כימיים הנמצאים בהבל הפה. המערכת מכילה ננוטכנולוגיה הנקשרת אל הסמנים הכימיים והאנליזה של דגימת הנשיפה נערכת באמצעות בינה מלאכותית שעברה “אימון” בזיהוי המחלה שברצוננו לאבחן.

כעת, כאמור, הודגמה יעילותה הגבוהה של הטכנולוגיה באבחון קורונה גם בשלבים מוקדמים של המחלה. הממצאים הראשוניים הפתיעו אפילו את החוקרים עצמם: נגיפי הקורונה, SARS-CoV-2, זוהו בבדיקת הנשימה ברגישות ודיוק שבין 92% ל- 100%. המערכת יודעת גם להבחין בין חולי קורונה לחולים במחלות ריאה אחרות, וזאת בדיוק שבין 90% ל- 95%.

לדברי יו”ר Nanose Medical אורית מרום אלבק, ״Nanose מביאה איתה מהפכה אמיתית הן בצד הטכנולוגי והן באופן יישום הבדיקה. פיתחנו מערכת קלה וניידת שגודלה כגודל טלפון,  והנבדק נדרש רק לנשוף לתוכה במשך כמה שניות. בשנים האחרונות אומתה יעילותה של הטכנולוגיה של פרופ’ חאיק בהפרדה בין 17 מחלות שונות ובהן פרקינסון וכמה סוגי סרטן, וכעת מצטרפת לרשימה המחלה שבכותרות: COVID-19. אנחנו נרגשים להפוך את הטכנולוגיה שפותחה בטכניון למוצר שיוכל להוביל לפריצת דרך משמעותית באבחון מוקדם של מחלות.”

לדברי פרופ’ חוסאם חאיק,” את הבדיקה הזאת אפשר יהיה לערוך במוסדות ציבור, בבתים וכמובן במרפאות מקומיות. יתר על כן, את המערכת אפשר לשנות בקלות, ללא שינוי פיזי בחומרה, כך שתאבחן באופן דומה מחלות זיהומיות ונגיפיות אחרות. כך נסייע במניעת התפרצות מגפות עתידיות באמצעות איתורן בשלב מוקדם מאוד – מהלך שיש לו השלכות עצומות על איכות החיים, על שגרת ההתנהלות החברתית והכלכלית ועל שיעורי התמותה בעולם. אין ספק שאלה ממצאים ראשוניים המצריכים מחקרי המשך.״

המחקר הקליני שהתפרסם ב- ACS Nano נערך בחודש מרץ בווחאן, סין, שם פרצה מגפת הקורונה. במחקר השתתפו 140 נבדקים ובהם חולי קורונה מאומתים, נבדקים החולים במחלות אחרות ונבדקים בריאים. חולי הקורונה המאומתים נדגמו פעמיים, במהלך המחלה ואחרי ההחלמה, כדי לוודא שהמערכת יודעת להבדיל בין מצבו של אותו אדם בבריאות ובחולי.

להערכת אנשי Nanose Medical, על בסיס הפיתוחים שהחברה עובדת עליהם בימים אלה אפשר יהיה להשתמש במערכת האבחון האמורה בבדיקות בנמלי תעופה, בתחנות רכבת, במרכזי קניות, במלונות, בבתי ספר ובמקומות עבודה וכמובן במרפאות קהילתיות. כך תקטין טכנולוגיה זאת את העומס על המערכת הרפואית ותבלום את שרשרת ההדבקה.