פתחנו את שנת הלימודים תשפ”ג וגיליון הסתיו של מגזין הטכניון עולה לאוויר עם מגוון חדשות ועדכונים, ובהם: בשורת הלמידה החדשה – עדכון אסטרטגיית ההוראה ושכלול דרכי ההערכה כדי להכשיר את מנהיגוּת העתיד בטכניון, שיא חדש בשיעור הנשים בקרב הסטודנטים החדשים ותוכנית חדשה בשם “אמן בקמפוס” המשלבת אמנות, מדע וטכנולוגיה. עוד בגיליון: זינוק לטכניון בדירוג שנחאי, מרכז מחקר חדש לשיפור איכות החיים בגיל המבוגר, התמודדות עם אתגרי האקלים, רובוטיקה חקלאית, אבחון משופר לסרטן, עידן חדש באגירת אנרגיה, גילויים באבולוציה של הרבייה המינית ועוד מחקרים מרתקים.
אנו מזמינים אתכם לצלול לתוך הגיליון, לקרוא וליהנות. לקריאה – לחצו כאן או על שער המגזין
ב-23 באוקטובר התקיים בטכניון כנס “טעם העתיד” שעסק בפיתוח מקורות אלטרנטיביים לחלבונים מן החי. בכנס הוצגו אתגרים, התפתחויות ופריצות דרך בפיתוח ובייצור של תחליפים למזון מן החי. הצורך בתחליפים אלה הולך וגובר עקב שינויי האקלים והמחסור הגדל במזון ובמים נוכח הגידול באוכלוסיית העולם ובשל הפגיעה ההרסנית במגוון הביולוגי בטבע כתוצאה מעקירת יערות-עד לצורך גידול מספוא לבקר ולחיות-מאכל אחרות.
פרופ’ סימה ירון, דיקנית הפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון ומיוזמי הכנס, בירכה את הבאים והדגישה את חשיבותו של קידום מחקר רב תחומי זה בטכניון, בין השאר בעזרת מרכז קרסו לחדשנות במזון שמוקם בימים אלה בפקולטה.
מימין לשמאל: נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון, פרופ’ מאיה דוידוביץ-פנחס מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון, רוני צידון – מנהלת פיתוח עסקי ב-Imagindairy, פרופ’ אבי שפיגלמן מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון, אניה אלדן – מנכ”לית Nury ventures, דורון מאור – מנהל טכנולוגיות חדשניות תחליפי חלבון וחלב בתנובה, פרופ’ אורי לזמס מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון, ד”ר נטע לבון – CTO באלף פארמס, פרופ’ איל זוסמן מהפקולטה להנדסת מכונות, יו”ר הכנס פרופ’ יואב ליבני מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון, אלה וולדמן – קשרי ממשלה ב-GFI, ניר גולדשטיין – מנכ”ל GFI ישראל, פרופ’ שולמית לבנברג מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית, דר ליז שפכט – סגנית נשיא GFI העולמי למדע וטכנולוגיה, ד”ר מיכל הלפרט – מנהלת קשרי אקדמיה-GFI ישראל, דוד שם טוב – מוביל חדשנות ומחקר יישומי ברשות המחקר בטכניון). מארגני הכנס: פרופ’ ליבני, גולדשטיין, שם טוב, פרופ’ שפיגלמן וד”ר הלפרט
את הכנס ארגנו פרופ’ יואב ליבני ופרופ’ אבי שפיגלמן מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון ודוד שם טוב מרשות המחקר עם ניר גולדשטיין (מנכ”ל) ודר’ מיכל הלפרט (מנהלת קשרי אקדמיה) ב-Good Food Israel – ארגון עולמי ללא מטרת רווח המקדם פיתוח חלופות למזון מן החי על ידי קידום המחקר בתחום ויישומו.
בין הדוברים בכנס: ד”ר ליז שפכט, מנהלת מדע וטכנולוגיה של ארגון GFI העולמי, שהציגה את המולטידיסציפלינריות של התחום ואת הצרכים שדורשים מחקר בסיסי ויישומי והדגישה את הדחיפות הנדרשת למחקר; ניר גולדשטיין, שסקר את ההתפתחויות בארץ ובעולם בתחום העסקי והסביר כי מבחינת השקעות בחלבונים אלטרנטיביים, ישראל מדורגת במקום השני והמכובד בעולם; פרופ’ שולמית לבנברג מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון, שתיארה את מחקריה בתחום הבשר המתורבת; וד”ר מרטין יגר, שותף מנהל בקרן הון סיכוןInnovest Nutrition , שתיאר את האתגרים המורכבים שאיתם מתמודדות חברות בתחום זה.
נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון אמר בכנס כי “קשרים בין האקדמיה לתעשייה הם מרכיב מרכזי בפעילות הטכניון כיום. הגבולות המסורתיים, המשייכים את המדע הבסיסי לאקדמיה ואת המחקר היישומי לתעשייה, נעלמו, וגם בכנס הנוכחי אנחנו רואים את הקשר בין שני המגזרים – מומחים מהטכניון דנים בנושאים השונים עם אנשים מתעשיית המזון. זאת הדרך לקראת שינוי ענף המזון לכדי תעשיית הייטק.”
פרופ’ מאיה דוידוביץ’-פנחס, חברת סגל בפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון, אמרה כי “הטכניון מצטיין בחיבור בין מדע בסיסי למחקר יישומי בתחומים מגוונים כמו מזון ובריאות האדם ומקיים קשרים רבים עם התעשיות הרלוונטיות.”
בכנס נערכו פאנל אנשי תעשייה ופאנל אנשי אקדמיה שדנו באתגרי התחום ובדרכים להתמודד עמם תוך שיתופי פעולה מולטידיסציפלינריים. בסיום הכנס התקיימה ארוחת Taste of the Future בה טעמו הבאים “סטייקים” מחלבון צמחי בהדפסת תלת-ממד של חברת Redefine Meat ו”ביצות” (תחליפי ביצים מחומרי צמחיים) באדיבות חברת Yo-Egg.
הדגמה של השימוש במערכת החדשה. קרדיט: Wisdome Wearables
מסכות פנים קונוונציונליות אומנם מגינות מפני העברת מחלות, אולם ספרות מדעית עדכנית מצביעה על השפעותיהן הפסיכולוגיות והפיזיולוגיות השליליות. המסכות פוגעות בזיהוי פנים ובזיהוי רגשות, משפיעות לרעה על תקשורת מילולית ועלולות לגרום כאבי ראש ובעיות עור. עטיית מסכות לאורך יום העבודה פוגעת במיקוד ובקשב במגוון רחב של מקצועות. כתוצאה מקשיים אלה, רבים לובשים מסכות בצורה לא נכונה – על הפה או מתחתיו – מה שמפחית מאוד את ההגנה. אפילו ביפן, שם מסיכות פנים נפוצות, מחקר גדול מצא שרק 20% מהאנשים לובשים מסכות בצורה נכונה.
מסכות פנים קונבנציונליות הובילו גם לעלייה דרמטית בפסולת פלסטיק, בעיה שהוחרפה בעקבות הוראות ממשלתיות על חבישת מסכות. המסכות מייצרות כיום מיליוני טונות פסולת בשנה.
צוות חוקרים בטכניון בראשות הפרופסורים משה שהם ודיוויד גרינבלט מהפקולטה להנדסת מכונות העלה פתרון חדש לחלוטין לדילמת המסכה הקונוונציונלית: “מסך אוויר” בלתי נראה הזורם מול פניו של המשתמש. מסך האוויר נובע מתוך יחידה קלת משקל הכוללת מסנן ומותקנת על מצחייה של כובע. שימוש ברעיון חדשני זה הבליט כמה יתרונות מרכזיים: מסך האוויר מגן על העיניים, האף והפה ללא השפעות שליליות על זיהוי פנים, זיהוי רגשות ותקשורת בעל פה. בנוסף, ההתקן כולו ניתן לשימוש חוזר ולכן אינו מזהם את הסביבה.
מחקר שפורסם לאחרונה, המבוסס על ניסויים שנערכו במעבדתו של פרופ’ דיוויד גרינבלט, הדגים את יעילות מסך האוויר בחסימה יעילה של אירוסולים וטיפות שנוצרו במהלך נשימה ודיבור, כמו גם טיפות גדולות שנוצרו במהלך שיעול והתעטשות. מעבר לכך, כאשר המשתמש שוהה באוויר נגוע, מסך האוויר מסיר תרסיסים מחזית הפנים בתהליך המכונה “סחף”. בסרטון המצורף אפשר לראות את האפקט המשותף של חסימה וסחף. בסרטון נעשה שימוש בתאורת לייזר כדי להמחיש את זרימת האוויר.
בתמונות: בחלק העליון נראית התנהגות החלקיקים במצב נטול מיגון. בחלק התחתון – מסך האוויר מסיט את החלקיקים מטה וכך מגן על האדם שמימין.
הסטודנטים דוד קיסר וענאן גרזוזי מתוכנית האנרגיה ע”ש גרנד בטכניון (GTEP) סייעו בניתוח הנתונים הניסויים ובפיתוח מודל מתמטי, מבוסס פיזיקה תיאורטית, של מסך האוויר.
החוקרים ערכו ראיונות אחד על אחד ומחקרי פיילוט עם יותר מ-50 נבדקים ממגזרים שונים: מבוגרים ומטפליהם בבתי אבות, פרופסורים באוניברסיטאות וסטודנטים שלהם, עובדים בקרבה פיזית כגון חונכים, פיזיותרפיסטים ופסיכולוגים, עובדים קמעונאיים בחנויות ובמשרדים וצוותי הנהלת היי-טק וחברי דירקטוריון המשתתפים בפגישות ארוכות בתוך חדרים. הראיונות הראו בבירור את היתרון של מסך האוויר הבלתי נראה על פני מסכות הפנים הנפוצות. קבוצות אלו מייצגות מְאמצים מוקדמים (Early adaptors) פוטנציאליים, שייהנו בעיקר מהטכנולוגיה החדשה הזו בישראל ובעולם.
הטכניון העניק לאחרונה רישיון לטכנולוגיה לחברת Wisdome Wearables Ltd. הסטארט-אפ החדש נמצא כעת בתהליך של מסחור המוצר ומחפש שותפים למימוש טכנולוגיה משבשת זו לטובת אלה הנמצאים בסיכון גבוה לסבול מנגיפים בדרכי הנשימה כגון קורונה, MERS, שפעת ועוד.
בסרטון: תנועת החלקיקים לפני הפעלת מסך האוויר ובמהלך ההפעלה
מודלים חישוביים שמפתחים חוקרים בפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב יאפשרו להעריך טוב יותר יעילות של טיפולי אימונותרפיה, לנבא את תוחלת החיים של המטופל, לשפר את הטיפולים באופן מותאם אישית ולהתריע על אבחונים שגויים. את המחקר בנושא מוביל ד”ר גיל שמאי, פוסט-דוקטורנט במעבדה לעיבוד גיאומטרי של תמונות (GIP) בראשות פרופ’ רון קימל. פרופ’ קימל הוא חבר סגל בפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב ופרופסור בהשתייכות משנית בפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע”ש ויטרבי.
בתמונה הקבוצתית מימין לשמאל: פרופ’ רוני קימל, ד”ר גיל שמאי ואמיר ליבנה. צילום: קרן שחף
המאמרשהתפרסםכעת בכתב העת היוקרתי Nature Communications מתאר שיטה המבוססת על טכנולוגיה וניסויים שפיתח ד”ר שמאי עם אמיר ליבנה, בוגר תואר שני מהמעבדה, לצורך הערכה טובה יותר של יעילות טיפול אימונותרפי בסרטן השד. החוקרים עבדו באופן הדוק עם פרופ’ אדמונד סבו, מנהל מכון הפתולוגיה בבית החולים כרמל; ד״ר אלכסנדרה קרצו, מתמחה בפתולוגיה בבית החולים כרמל; וד״ר אנטוניו פולוניה ממעבדת הפתולוגיה Ipatimup שבפורטוגל; ובתמיכתו של פרופ׳ גיל בר סלע, מנהל המערך האונקולוגי בבית החולים העמק.
סרטן השד הפך לגורם המוות העיקרי בקרב נשים בגילאים 59-20 ולסרטן המאובחן ביותר ב-2021, עם כ-12% מכלל האבחונים ברחבי העולם. שכיחותו של סרטן השד באוכלוסייה הולכת וגדלה עקב גידול האוכלוסייה, זיהום סביבתי, תזונה מתועשת, שינויי אקלים ועוד.
מערכת החיסון מסוגלת, במקרים רבים, לחסל תאי סרטן באופן ממוקד ויעיל יותר מטיפול תרופתי. הבעיה היא שתאי הסרטן, שהתפתחו גם הם באבולוציה ממושכת, עשויים לפתח מנגנונים שמונעים ממערכת החיסון לתקוף אותם. אחת השיטות החדשניות והניסיוניות לטיפול בסרטן השד, לאור ההצלחה בטיפול בסוגי סרטן אחרים, היא אימונותרפיה – גישה המסייעת למערכת החיסון לתקוף את תאי הסרטן באמצעות פגיעה במנגנונים אלו.
אחד הטיפולים האימונותרפיים הנפוצים מתבסס על אינטראקציה של חלבון בשם PD-L1 עם תאי מערכת החיסון. האינטראקציה מעכבת את מערכת החיסון מלפעול, וטיפול אימונותרפי עשוי למנוע את האינטראקציה הזו ובכך לעזור למערכת החיסון לתקוף את הגידול. עם זאת, הטיפול אפקטיבי ומאושר לשימוש רק כאשר יש ביטוי לחלבוני PD-L1 בתאי סרטן עצמם. על רקע זה נוצר הצורך להבדיל בין גידולים המאופיינים בנוכחות החלבון PD-L1, שבהם טיפול אימונותרפי צפוי לעזור, לבין גידולים שאינם כאלה. הבעיה היא שמדידת PD-L1 אינה משימה פשוטה, ושיטות המדידה הנוכחיות יקרות ואינן מדויקות.
ד”ר גיל שמאי
“לצערי חוויתי אישית את הבעייתיות של השיטות הקיימות בזמן הטיפולים האנטי-סרטניים באבא שלי,” מספר פרופ’ קימל. “אלה שיטות לא קונסיסטנטיות, כלומר – מדידות שונות של אותה תופעה נותנות תוצאות שונות. בנוסף הן יקרות מאוד ואינן זמינות בכל מקום, והתוצאה היא שהטיפולים עדיין ניתנים בתהליך שיש בו הרבה ניסוי וטעייה, כלומר בזבוז עצום של זמן וכסף וכמובן סבל מיותר.”
קבוצת המחקר התפתחה בעקבות פנייה של מתמחה (ברפואה) ששמע על נפלאות הבינה המלאכותית ופנה לפרופ’ קימל ולד”ר שמאי בשאלה: האם בינה מלאכותית תוכל לסייע באנליזה של דגימות (ביופסיה) מסרטן שד לצורך מדידת ביטוי של קולטנים וחלבונים? “ההצעה שלו נשמעה לי מעניינת מאוד והתחלתי לחקור את הנושא,” אומר ד”ר שמאי. “הלכתי לפתולוגים מומחים והם הסבירו לי שהרזולוציה של אבחון הרקמה אינה מספיקה כדי לראות קולטנים וחלבונים בלי צביעות מולקולריות מיוחדות. אחד מהם אפילו אמר שזה כמו להסתכל על דלת סגורה ולנחש מה יש בחדר. הפרויקט הזה הפך להיות המחקר שלי בשנים הבאות, כי רציתי להוכיח להם שהם טועים.” קבוצת המחקר הוקמה לפני כמה שנים ומעסיקה כיום קבוצה גדולה של מהנדסים, קלינאים וסטודנטים לתואר ראשון, שני ושלישי.
“פתולוגים שדיברנו איתם אמרו שזו משימה בלתי אפשרית,” מסביר פרופ’ קימל, “כי פתולוג אנושי אינו יכול להסיק את תכונות הגידול מתוך צורתו בגלל כמות המשתנים העצומה. החדשות הטובות הן שטכנולוגיות של בינה מלאכותית ובעיקר למידה עמוקה מסוגלות לעשות זאת. המחשב, בניגוד לפתולוג, ואפילו הפתולוג המיומן ביותר, יכול לאפיין את הסרטן בעזרת אנליזה מורכבת של המורפולוגיה שלו.”
פריצת הדרך הראשונה במחקר התרחשה לפני כשלוש שנים והוצגה במאמר בכתבהעתJAMA ובו הציגה הקבוצה הצלחה בזיהוי קולטנים על גבי תאים סרטניים. הטכנולוגיה שהציגו החוקרים מבוססת על למידה עמוקה. היא מחלצת מידע מולקולרי מתוך תמונות ביופסיה שעברו צביעת המטוקסילין ואאוזין (H&E) – צביעה נפוצה המשמשת לבדיקת רקמות שנלקחו בביופסיה. הצביעה מאפשרת לפתולוג לזהות ברקמה, תחת המיקרוסקופ, את סוג הסרטן ואת דרגת החומרה שלו. עם זאת, הצביעה לבדה אינה מאפשרת לזהות חלבונים החיוניים בקביעת הטיפול המתאים. זה האתגר שעמו נדרשו חוקרי הטכניון להתמודד.
כעת, שלוש שנים לאחר המאמר ב-JAMA, מציגים החוקרים הצלחה במדידת ביטוי לחלבוני PD-L1 על מאגר דגימות גדול: ביופסיות של יותר מ-3,000 חולות סרטן שד. לדברי ד”ר שמאי ופרופ’ קימל, “למידה עמוקה מחייבת כמות אדירה של מידע, והשגת מידע מהסוג הנדרש אינה פשוטה. לצורך כך כתבנו קוד תוכנה לסריקת מקורות ברשת ולהורדה אוטומטית של אלפי דוגמאות ביופסיה ושל המידע הרפואי הרלוונטי המאושרים לשימוש מחקרי. עזרתם של הפתולוגים שחתומים על המחקר הייתה חיונית מאוד.”
המודל החישובי שפיתחו החוקרים אינו “רואה את הקולטנים והחלבונים” באופן ישיר אבל יודע להסיק את נוכחותם או את העדרם על סמך המורפולוגיה של הרקמה, או ה”חתימה” שהסרטן מותיר ברקמה, כפי שהן משתקפות בסריקות H&E. “מדובר בקשר כל כך מורכב,” אומר ד”ר שמאי, “שהאלגוריתם שפיתחנו יודע לספק לנו את המידע הנחוץ אבל אנחנו לא ממש מבינים איך הוא עושה זאת.”
תמונה מדעית: האלגוריתם מיין את חולות סרטן השד לפי תמונות של הביופסיות שנלקחו מהן. האלגוריתם שיבץ בצד השמאלי גידולים שזיהה בהם ביטוי ל-PD-L1 ובצד הימני גידולים ללא ביטוי זה. מכאן נובע שלפי האלגוריתם, לחולות בצד ימין יועיל טיפול אימונותרפי, בניגוד לחולות שמשמאל. האלגוריתם שיבץ בתחתית מקרים שבהם לא הצליח להכריע בוודאות, ככל הנראה משום שתמונות הביופסיה לא היו טובות מספיק
המחקר מבוסס על טכנולוגיות מתקדמות של עיבוד גיאומטרי של תמונות – אחד ממוקדי המחקר במעבדה של פרופ’ רון קימל, שבמסגרתו פועלת הקבוצה של ד”ר שמאי. “זה אתגר עצום ומורכב – הפקת תמונה קלינית אמינה ומדויקת על סמך מידע חלקי,” אומר פרופ’ קימל. “יש כאן המון גורמים מעורבים – מהנדסים, קלינאים, סטודנטים ועשרה בתי חולים בארץ ובחו”ל. קבוצת המחקר נדרשה ללמוד את ההיבטים הקליניים של סרטן השד ואבחונו ולייצר מאגר נתונים עצום וכלים לניתוח הנתונים וליצירת ניבוי אמין. לגיל הייתה כאן גם משימה ניהולית עצומה, והוא עמד בה בהצלחה מרשימה, בין השאר בהשגת שבעה מענקי מחקר מקרנות שהכירו בחשיבותו של הפרויקט. למעשה הוא הקים כאן מעין סטארטאפ טכנולוגי-רפואי שמציג הישגים דרמטיים בתחום הסרטן.”
הטכנולוגיה החדשה עברה אימות (ולידציה) על נתונים מ-300 חולות סרטן השד מניסוי קליני. החוקרים מעריכים כי גישה זו, אנליזה של תמונות פתולוגיות באמצעות בינה מלאכותית, תהפוך לגורם משמעותי בחקר הסרטן, בשיפור הדיאגנוזה ובשיפור התאמת הטיפול למטופל.
המחקר נתמך על ידי רשות החדשנות (מענק קמין) ועל ידי הקרן הלאומית למדע (תוכנית המחקר ברפואה ממוקדת אישית).
ארבע חברות סגל מהטכניון זכו במענקי המחקר היוקרתיים ERC Starting Grants מטעם הנציבות האירופית למחקר. אלה הם מענקי מחקר יוקרתיים ותחרותיים הפתוחים לחוקרים צעירים מישראל ומאירופה, והזכייה משקפת את הצטיינותן של חוקרות הטכניון ואת רוחב היריעה המחקרי המאפיין את הקמפוס.
המשנה לנשיא הטכניון למחקר, פרופ’ קובי רובינשטיין, אמר כי “הישגיהן של ארבע חברות הסגל מציבים אותנו בחזית האוניברסיטאות המצטיינות באירופה. לא פחות חשוב מכך, יש כאן ייצוג מגדרי יוצא דופן – סיבה לגאווה עבור כולנו וכמובן עבור החוקרות המצטיינות עצמן.”
מענקי ERC Starting Grants נועדו לסייע למדענים צעירים ומבטיחים לקדם את מחקריהם, לגבש צוותי מחקר ולחתור להגשמת רעיונות נועזים ומקוריים. המועמדות והמועמדים נדרשים להציג פוטנציאל לפריצות דרך מדעיות, שאפתנות עזה והיתכנות של הצעת המחקר שלהם.
אלה ארבע חוקרות הטכניון שזכו במענק:
ד”ר ענבל טלגם-כהן מהפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב עוסקת בתורת המשחקים האלגוריתמית, שהפכה לתחום מחקר חשוב ועתיר הישגים, וב”תכנון חוזים” – תחום שזיכה את הפרופסורים אוליבר הארט ובנגט הולמסטרום בפרס נובל בכלכלה לשנת 2016. לדבריה, “שום אלגוריתם אינו אי בודד. אלגוריתמים מקיימים אינטראקציה בלתי פוסקת עם שחקנים אנושיים בעלי עניין, ומתכנני אלגוריתמים חייבים להתחשב בכך. הרעיון הבסיסי בפרויקט שלנו הוא לתמרץ פעולות של השחקנים הרלוונטיים, כך שהפלט של האלגוריתם ממומש בפעולות אלה. חוזה הוא כלי מרכזי לעידוד פעולה למען מטרה משותפת, ובפרויקט זה אנו מבקשים להניח את הבסיס התאורטי לתכנון חוזים אלגוריתמי כתחום חדש, הרלוונטי בין היתר לסביבות מחשוב מורכבות.”
למחקר העתידי בתחום זה השלכות דרמטיות, ובהן צמצום כשלים אלגוריתמיים הנובעים מבחירות אנוכיות, עידוד השקעת מאמץ יעילה יותר לטובת החברה, והנעת המעבר מחוזים מסורתיים לפלטפורמות מקוונות כגון עבודה או רפואה דיגיטלית.
ד”ר ענבל טלגם-כהן
ד”ר נעמה גבע-זטורסקי מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט עוסקת בחקר המיקרוביום – אוכלוסיית חיידקי המעי – ובהשפעתם על היבטים בריאותיים שונים. המחקר הזוכה יתמקד בקוליטיס ובקרוהן – מחלות כרוניות דלקתיות הפוגעות במערכת העיכול. “מערכת החיסון משחקת תפקיד מאוד חשוב בהתפתחות מחלות מעי דלקתיות ולפי המחקרים שלנו ושל אחרים, חיידקי המעי משפיעים על תפקוד מערכת החיסון. במחקר הנוכחי נבחן את האינטראקציה בין אוכלוסיות חיידקי המעי לגוף החולה, בחולי קוליטיס וקרוהן, ואת השפעת האינטראקציה הזו על חומרת המחלה.”
המחקר ירתום גישות חדשניות מתחומים שונים ובהם מיקרוביולוגיה, אימונולוגיה וביולוגיה חישובית ומערכתית. במסגרת הפרויקט יפתחו החוקרים טכנולוגיה חדשנית לאנליזה של חיידקי המעי בסביבתם הטבעית וברזולוציה גבוהה. הם מאמינים כי הבנה מעמיקה של מנגנוני האינטראקציה של חיידקי המעי עם המאכסן (האדם) במהלך התפתחות המחלות, צפויה להוביל לפיתוח גישות חדשניות לאבחון המחלות ולטיפול בהן.
ד”ר נעמה גבע-זטורסקי
ד”ר עפרה עמיר מהפקולטה להנדסת תעשייה וניהול עוסקת בממשקי אדם-מחשב, ובפרויקט הזוכה היא תקדם את שיתוף הפעולה בין בני אדם לבינה מלאכותית. לדבריה, “כדי ששיתוף פעולה זו יהיה יעיל, אנשים צריכים להיות מסוגלים להבין ולצפות את ההתנהגות של המערכות שאיתן הן עובדים. נהגים שיישבו במכוניות אוטונומיות, לדוגמה, יצטרכו לצפות מצבים שבהם המכונית תיכשל ותעביר להם את שליטה, בעוד שרופאים יצטרכו להבין את הטיפול שעליו ממליצה מערכת בינה מלאכותית כדי לוודא שההמלצה מתאימה להעדפות החולה. שיטות הסבר לבינה מלאכותית (explainable AI) נועדו לתמוך במשתמשים על ידי שקיפות של דרך הפעולה של המערכת ושל אופן קבלת ההחלטות שלה. הפרויקט יפתח שיטות חישוביות וממשקי אדם-מחשב חדשים שיאפשרו למשתמשים לחקור בצורה יעילה ומועילה את קבלת ההחלטות של מערכות בינה מלאכותית.”
ד”ר עפרה עמיר
ד”ר נגה רון–הראל מהפקולטה לביולוגיה חוקרת את תאי T, שהם תאי דם לבנים הממלאים תפקיד קריטי במערכת החיסון. הזדקנות של תאים אלה תורמת להזדקנות איברים רבים בגוף ולמחלות הקשורות בגיל המבוגר. “במחקר הנוכחי נבדוק את ההשערה שבין תאי T והמיקרו-סביבה שלהם בגוף מתקיימת אינטראקציה הדדית העלולה להפוך למעגל קסמים שלילי בתנאים של חולי וזיקנה. כיום ידוע לא מעט על השפעת הזדקנות התאים על סביבתם, אולם ההשפעה ההפוכה לא נחקרה דיה. במחקר האמור נבדוק כיצד המיקרו-סביבה בעכבר הזקן מכתיבה את דעיכתם של תאי T ונבחן את ההשערה שפיתחנו על סמך מחקרים קודמים שלנו – שהתערבות במסלולי הזדקנות בבלוטות הלימפה ובטחול עשויה ‘להצעיר’ את מערכת החיסון ולהחזיר לה את יעילותה כדי לבלום מחלות רבות האופייניות לגיל המבוגר.”
מימין לשמאל: יו”ר אס”ט לבי מנש, דיקנית הסטודנטים פרופ’ אילת פישמן, אוצרת התערוכה ולריה גסלב, ממונת התקווה הישראלית בטכניון אפי ברקאי גורל, המשנה הבכיר לנשיא הטכניון פרופ׳ עודד רבינוביץ׳, סגנית הנשיא לגיוון והכללה פרופ’ עדי זלצברג וד”ר ז’אנה שאינסקי רויטמן מדיקנט הסטודנטים
בחדר המעונות של הסטודנטית אחלאם אבוגוש תלוי ציור של ציפור שציירה אחותה, רינה אבוגוש. “היא מכרה לי אותו תמורת מאה שקל כשהייתה בת 12, אחרי שניהלנו משא ומתן על המחיר,” היא מספרת בחיוך. את חדרו של לוי הורביץ במעונות מקשטים ציורים שציירה בילדותה בת הזוג שלו, ספיר סולומון. זואי מורגנשטרן תלתה בחדרה לונגי שקיבלה מאחיה לפני שטס לחו”ל. חוזה מריה ולסקו קישט את חדרו במגזרות נייר שהן חלק ממסורת יום המתים במקסיקו מולדתו – “זה החג האהוב עלי. אני מאוד מתגעגע לצבעים.” גלב מרקלוב תלה בחדרו ציור של לילי קלינינה, חברה של אמו ממוסקבה. ואצל בהארגאב ג’ה תלוי ציור ששותפו בעבר, נועם, מצא ברחוב והביא לחדר. “מאז נועם חזר לארה”ב אבל הציור נשאר אצלי בחדר במעונות.” אופק צור מהפקולטות לפיזיקה ולהנדסת חשמל ומחשבים, שמילאה את חדרה בציוריה. אמרה : “הציורים מזכירים לי להאמין בכישרון שלי להעניק חיים על הנייר. הם גם משרים עליי שלווה ורוגע ומזכירים לי רגעים משמעותיים ונעימים.”
אלה כמה דוגמאות מ-97 יצירות המוצגות בתערוכה חדשה ב”גלריית המסדרון” בבניין אולמן בטכניון. הגלריה נפתחה בשנה שעברה וזו כבר התערוכה השלישית המתקיימת בה תוך שיתוף פעולה בין דיקנט הסטודנטים ולימודי הסמכה. בתערוכה החדשה, שכותרתה “סקר אמנות המעונות”, מוצגים צילומים של יצירות אומנות מ-39 דירות במעונות הטכניון – יצירות מגוונות שאותרו על ידי צוות התערוכה בראשות האוצרת ולריה גסלב. כ-42% מיצירות האומנות המוצגות בתערוכה נוצרו על ידי הסטודנטים עצמם.
“הוצאנו קול קורא לסטודנטים להשתתף בתערוכה וההיענות הייתה אדירה,” מספרת האוצרת ולריה גסלב. “כל הקיץ הסתובבנו במעונות הסטודנטים בקמפוס וחיפשנו יצירות מכל הסוגים – כרזות, רישומים, ציורי שמן ועוד. צילמנו אותן באופן מקצועי, כמובן בהסכמת הדיירים שהייתה לרוב חמה ונלהבת. מאחורי כל דלת מצאנו אהבה והסטודנטים פתחו לנו את עולמם, את המרחב האישי שלהם שהוא קדוש בעיניי.”
בפתיחת התערוכה בשבוע שעבר השתתפו המשנה הבכיר לנשיא הטכניון פרופ׳ עודד רבינוביץ׳, דיקנית הסטודנטים פרופ׳ אילת פישמן ומנהלת לשכת הדיקנית ד”ר ז’אנה שאינסקי רויטמן, מנהל מעונות הסטודנטים אברהם אדגה, מזכירת לימודי הסמכה אפרת נתיב-רונן, ממונת התקווה הישראלית בטכניון אפי ברקאי גורל ויו”ר אס”ט לבי מנש.
“בניין אולמן, שבו לומדים כל הסטודנטים בטכניון בשנה הראשונה, הוא כור ההיתוך הטכניוני, הבניין החשוב ביותר בחינוך שאנו מעניקים לסטודנטים שלנו,” אמר פרופ’ רבינוביץ’. “כאן נוצרת הרוח הטכניונית ולכן המיקום הזה נכון וראוי לתערוכות המתקיימות כאן. גם התערוכה הזאת תעצים את תחושת הבית ותשדר מסר יפה וחשוב לכל בית הטכניון.”
“התערוכה מייצגת את המרקם האנושי המגוון של דיירי המעונות,” אמרה דיקנית הסטודנטים פרופ׳ אילת פישמן בפתיחת התערוכה. “יש כאן ביטוי לנשים וגברים מכל התארים, יחידים ומשפחות מכל המגזרים, מישראל ומחו”ל. תודה לסטודנטים שפתחו את בתיהם בפנינו.”
“כשהתחלתי ללמוד כאן לפני ארבע שנים הקירות באולמן היו ריקים,” אמרה יו”ר אס”ט לבי מנש. “השינוי הזה כל כך חשוב כי האומנות כל כך חשובה לחיים. זה מאוד מרגש לראות כמה סטודנטים מקדישים זמן ליצירה תוך כדי הלימודים בטכניון.”
האוצרת ולריה גסלב מציינת כי את ההשראה לתערוכה קיבלה מ-Home Is Where The Art Is – תערוכה שהתקיימה בשנת 2020 במוזיאון Zeitz MOCAA בקייפטאון. באותה תערוכה הוצגו כ-2,000 יצירות שהתושבים הביאו מבתיהם. לדברי גסלב, “בתערוכה הנוכחית לא הבאנו את היצירות עצמן אלא צילמנו אותן והדפסנו בגודל המקורי על קירות המסדרון בבניין אולמן. הטכניון נתפס כמקום הישגי ואף נוקשה לעיתים, והתערוכה משקפת את פניו היפות והמגוונות של הקמפוס על המגוון האנושי שבו. בעיניי זאת חגיגה של אינדיבידואליזם – סטודנטים וסטודנטיות, חייהם, סיפוריהם ואהבותיהם. אני מודה לכל השותפים והשותפות שהלכו איתי בדרך המרגשת שהובילה לתערוכה הזאת, שהיא דיוקן קבוצתי עשיר המתאר קהילה אנושית זמנית שהטכניון הוא מרכז חייה.”
تطلاع فنون مساكن الطّلبة
סקר אמנות המעונות
The Dorms Art Survey
אוצרת: ולריה גסלב
מפיקה: חנין עאבד
צלמת: תאיר זרגרי
עיצוב: הגר מסר ועופרי פורטיס
כל הטקסטים בתערוכה מופיעים בעברית, בערבית ובאנגלית
חוקרים בטכניון פיתחו טכנולוגיה חדשנית לגידול רקמות להשתלה באמצעות הדפסה בתמיסה. את המחקר שהתפרסם בכתב העת Advanced Science הובילו פרופ’ שולמית לבנברג והדוקטורנט מג’ד משעור מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית עם פרופ’ חבצלת ביאנקו-פלד והדוקטורנט נוי חן מהפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון והתכנית הבין יחידתית לננו-מדעים וננו-טכנולוגיה.
הדפסת רקמות היא גישה חדשנית ליצירת רקמות להשתלה. בגישה זו, הקרויה גם ביו-הדפסה, מוטמעים תאים חיים בדיו ביולוגית ומודפסים שכבה על גבי שכבה. הרקמה המודפסת עוברת גידול במשך ימים ושבועות עד שהיא מוכנה להשתלה.
לדברי פרופ’ לבנברג, “קבוצות מחקר רבות ברחבי העולם עובדות על הדפסת רקמות, אולם רובן מתמקדות בשלב ההדפסה ובתוצר הראשוני – הרקמה המודפסת. כיום ברור לנו שלא פחות חשוב הוא שלב גידול הרקמה, כלומר התקופה שבין ההדפסה לבין ההשתלה באיבר היעד. זוהי תקופה מורכבת שבה התאים המודפסים מתחלקים, מפרישים חומר בין-תאי ההכרחי לקיום הרקמה, קושרים ביניהם קשרים חיוניים ויוצרים את הרקמה. אחת הבעיות היא שבתהליך מורכב זה נוטות הרקמות להתעוות ולהתכווץ באופן לא מבוקר.”
חוקרי הטכניון התמקדו, אם כן, בבלימת ההתכווצות הלא אחידה של הרקמה המודפסת בשבועות שלאחר ההדפסה. הפתרון נמצא בשינוי התווך שבו מודפסת הרקמה וגדלה. הקונספט החדש, print-and-grow, מבוסס על תווך מקורי שפיתחו החוקרים – מיקרוג’ל חדשני המשמש כחומר תמיכה בתהליך. ואכן, התווך החדש משמר את גודלה של הרקמה לאחר ההדפסה ומונע ממנה להתכווץ ולאבד צורה. תהליך זה מאפשר ייצור אמין ומבוקר של רקמה פונקציונלית בגודל ובצורה הרצויים. מאחר שהחומר האמור שקוף, הוא מאפשר מעקב אחר התפתחות הרקמה באמצעות דימות.
מג’ד משעורנוי חן
חוקרי הטכניון מקווים כי השיטה החדשה תוביל לפיתוח טכנולוגיות חדשות ליצירת שתלי רקמה, לפיתוח תרופות חדשות וכן לשיטות חדשות בייצור בשר מתורבת. המרכיב העיקרי של CarGrow הוא קרגינן (κ-Carrageenan), חומר המיוצר מאצות אדומות וכבר מאושר כתוסף מזון על ידי ה-FDA.
לפני כשנה פרסמה פרופ’ לבנברג ב-Advanced Materials פריצת דרך בתחום הביו-הדפסה. באותו מחקר היא הצליחה ליצור רקמת ״מתלה״ מודפסת על בסיס קולגן ותאים חיים המכילה כלי דם ראשי וכלי דם קטנים שמזינים את הרקמה ומאפשרים חיבור לעורק לאחר ההשתלה. הדבר איפשר הזרמת דם מיידית לתוך הרקמה המהונדסת מיד לאחר ההשתלה, מה שמאיץ ומשפר את קליטת הרקמה בגוף.
תוצאות גידול הרקמה המודפסת בתווך CarGrow (למעלה) ובלעדיו. אפשר לראות שהתהליך החדשני שומר בקירוב על גודלה המקורי של הרקמה ומונע את התכווצותה הדרסטית.
ביקור בקורנל-טק. במרכז: ראש מסלול Azrieli Start-Up MBA ד”ר שרה לב
בשלוש שנות פעילותו הראשונות היה t-hub, מרכז היזמות והחדשנות בטכניון, למותג מוכר בטכניון ומחוצה לו. המרכז מיצב את עצמו כמוביל בתחומו, הקים ערוצי תוכן, יזם מגוון פעילויות המספקות כלים ומיומנויות המקדמות השתלבות והובלה בשוק העבודה של המאה ה-21 ויצר קהילה תומכת של אלפים המשתתפים בפעילויות אלה. במהלך השנה החולפת ועל בסיס חזונו החל המרכז להקים גשרים הבאים לקדם הפריה הדדית עם מוקדי פעילות הטכניון בחו”ל, תוך העצמת פעילויות קיימות לחיבור התאוריה לפרקטיקה ברמה הגלובלית.
במסגרת הרחבת הפעילות הגלובלית התקיים בחודש מאי ביקור ראשון של סטודנטים ממסלול Azrieli Start-Up MBA במכון טכניון קורנל ע”ש ג’ייקובס (JTCI). את הביקור ארגנה והובילה ראש המסלול ד”ר שרה לב, ואליה התלווה פרופ’ עזרי טרזי, ראש t-hub. בביקור זה נפגשו הסטודנטים עם יזמים בתוכנית Runway Startup במכון ג’ייקובס, נחשפו לאקו-סיסטם היזמי בניו יורק ונפגשו עם משקיעים, יזמים, מנטורים ויועצים מקצועיים מובילים. הסטודנטים הציגו בערב הפיצ׳ים בלב מנהטן, נחשפו למיזמים ב-Open Studio עם הסטודנטים של קורנל-טק ונפגשו עם אנשי אגודת ידידי הטכניון בארצות הברית.
שחר פולק, הלומד במסלול Azrieli Start-Up MBA, אמר על הביקור כי “בכל שנותיי באקדמיה לא חוויתי שבוע משמעותי כמו השבוע שעברנו שם. הנסיעה הייתה מדהימה. יצא לנו להכיר מקרוב את האקו-סיסטם הסטארטאפיסטי בניו יורק, והרגשתי שאני מיישם את השנתיים האינטנסיביות של התוכנית בעבודה עם מנטורים מהשורה הראשונה. זאת הייתה קפיצת מדרגה ענקית. גולת הכותרת של השבוע הייתה הצגת המיזמים שלנו לפני קהל ומשקיעים במרכז מנהטן. החיבור בינינו ובין הסטודנטים מקורנל-טק יצר מערכות יחסים חדשות ומדהימות, והקשרים עם המרצים והמנטורים היו מפרים לשני הצדדים. לסיכום, לא יכולתי לקוות לשבוע מוצלח יותר.”
קבוצת הסטודנטים מקנדה בתצפית מהר הזיתים
הרחבת הפעילות לרמה הגלובלית הובילה גם להקמת קורס חילופי סטודנטים בשם “היבטים גלובליים של חדשנות טכנולוגית ויזמות” – שיתוף פעולה המתקיים זו השנה השנייה בין אוניברסיטת ווטרלו שבקנדה ובין הטכניון. את הקורס מובילים ד”ר דינה רפאל מארק-רייך, מנהלת תוכנית ההתמחות המשנית במנהיגות יזמית ב-t-hub, וד”ר אוקי איגובלי מאוניברסיטת ווטרלו. הקורס מתקיים במהלך שלושה שבועות בקיץ והוא כולל נסיעה לקנדה של הסטודנטים הישראלים, ביקור גומלין של הסטודנטים הקנדיים, לימודים משותפים בקמפוס הטכניון וביקורים באתרי מורשת ובחברות טכנולוגיה.
במסגרת הקורס ביקרה קבוצת הסטודנטים מווטרלו בחיפה וכאן קיימה מפגשים במגוון פורמטים עם חברות מובילות בהייטק הישראלי כדי להכיר את התרבות היזמית המקומית. הביקור הראשון היה בחברת NVIDIA ביקנעם, שם למדו הסטודנטים להכיר את הפלטפורמה שמציעה החברה לשוק הבינה המלאכותית והלמידה העמוקה ואת הכרטיסים הגרפיים הייחודיים שפיתחה החברה. משם המשיכה הקבוצה למעבדות המחקר של IBM בחיפה להרצאות על רחפנים, מחשוב קוונטי ועוד. למוחרת ביקרה הקבוצה בפיליפס ושמעה על פעילויות ומוצרים חדשים, ולאחר מכן ביקרה בחברת אקסיליון. מרכז היזמות הוא מוקד ידע כלל-טכניוני המטפח ומשלב ערכים של יזמות ויצירה בתרבות הקמפוס, בתוכניות הלימוד וביישום ובמסחור תוצאות המחקר בטכניון. המרכז מעודד את תרגום הפעילות המדעית והחשיבה היזמית בטכניון לטובת הכלכלה והחברה בישראל והאנושות כולה.
הפיכת תאי חיידק לרשתות נוירונים המבצעות משימות מורכבות – להישג זה, שהתפרסם בכתב העת Nature Communications, אחראים פרופ’ ראמז דניאל מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון ועמיתיו בטכניון וב-MIT.
חוקרי הטכניון ו-MIT הצליחו לתכנת תאי חיידק כך שיתפקדו כרשתות נוירונים שאפשר לאמן. המתגים, במקרה זה, הם גנים שקוּבּעו על יחידות DNA הקרויות פלסמידים. באמצעות אלגוריתמים גנטיים ייעודיים שפיתחו החוקרים הם יצרו, בסופו של דבר, חיידקים שהם מחשבים חכמים.
פרופ’ ראמז דניאל
“גם תאים חיים הם יחידות חישוב, ובמובנים הרבים אלה יחידות חישוב יעילות הרבה יותר,” מסביר פרופ’ דניאל. “חיידקים, שהתפתחו במיליארדי שנות אבולוציה, מבצעים פעולות מורכבות מאוד כגון חלוקת תאים, צריכת חומרי תזונה וסילוק פסולת. בניגוד למחשבים אלקטרוניים, שבנויים ממתגים דיגיטליים פשוטים בלבד (0, 1), בתא החי פועלים גם רכיבים אנלוגיים וכן לולאות משוב, המייצרות בקרה מתמדת על החישובים השונים. כל זה מאפשר לתא לבצע משימות מסובכות תוך צריכה של אנרגיה מועטה מאוד.”
בעבודה הנוכחית בנו החוקרים מעגלים גנטיים בהשראת רשתות עצביות. הגנים במעגלים אלה מפעילים ומכבים זה את זה על סמך גירוי חיצוני. התוצאה: חיידק מתוכנת המשמש רשת נוירונים שאפשר לאמנה על ידי אלגוריתמים גנטיים. היישומים משתרעים על תחומים שונים ובהם רפואה, אלקטרוניקה חדשה וזיהוי חומרים מסוכנים.
יחד עם פרופ’ דניאל ערכו את המחקר פרופ’ רון וייס מ-MIT וחוקרי הטכניון ד”ר מונא חביב וד”ר לונה ריזיק מהפקולטה להנדסת ביו-רפואית וד”ר לואי דניאל מהפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע”ש ויטרבי. לדברי פרופ’ דניאל, “שילובם של חוקרים מעולמות האלקטרוניקה והביולוגיה הסינתטית איפשר את השגת התוצאות המוצגות במאמר ב-Nature Communications.”
מחקריו של פרופ’ דניאל בעשור האחרון מתמקדים בהפיכת חיידקים ליחידות חישוב. לדבריו, יצירתם של מחשבים חכמים על גבי תאים חיים טומנת בחובה פוטנציאל עצום, ובקבוצת המחקר של פרופ’ דניאל כבר בוחנים יישומים אפשריים כגון זיהוי חומרים רעילים וטיפול בסרטן ובמחלות מעי על ידי נגיפים מהונדסים.
המחקר נתמך על ידי קרן משפחת נויבאור, הקרן הלאומית למדע (ISF), האיחוד האירופי (תוכנית Horizon 2020), המרכז הבינתחומי למדעי החיים וההנדסה ע”ש לורי לוקיי וסוכנות DARPA.
חוקרים בטכניון פיתחו טכנולוגיה למדידת השפעתם ארוכת הטווח של שילובי-אנטיביוטיקה (קוקטיילים). שילובים אלה מעסיקים את הקהילה המדעית והרפואית נוכח העובדה ששימוש באנטיביוטיקה בודדת מוביל לעתים קרובות להיווצרות מהירה של עמידות חיידקים לאנטיביוטיקה. את המחקר שפורסם ב-Natureהובילו חוקרי הטכניון פרופ’ רועי קישוני מהפקולטה לביולוגיה והפוסט-דוקטורנטית במעבדתו ד“ר ויקטוריה לזר (כיום חברת סגל במכון למחקר ביולוגי של האיחוד האירופי בסגד, הונגריה).
החוקרים גילו כי במקרים רבים, שילוב של כמה אנטיביוטיקות עלול דווקאלהפחיתאת יעילות הטיפול בטווח הארוך, כלומר להוביל לכך שיעילות השילוב ירודה מזו של כל תרופה בנפרד. עם זאת, הם מצביעים על שילובים ספציפיים שאכן מונעים היווצרות עמידות וכך מגינים על המטופל לאורך זמן מפני החיידק התוקף.
החיידק שנבדק במחקר הואStaphylococcus aureus– חיידק אליםבמיוחד שפיתח עמידות לזנים רבים של אנטיביוטיקה. חיידק זה אחראי לחלק ניכר ממקרי ההדבקה המתרחשים בבתי חולים ובקהילה. המחקר נערך הן בתרביות של חיידק זה במעבדה והן במודל חיה (העשGalleria mellonella).
אנטיביוטיקה היא משפחת תרופות הממלאת תפקיד מרכזי ברפואה המודרנית ומצילה חיים על בסיס יומיומי. החומרים האנטיביוטיים הטבעיים, שהתפתחו במהלך האבולוציה בפטריות ובשמרים, התגלו לפני כמאה שנה במחקריהם של סר אלכסנדר פלמינג, הווארד פלורי וארנסט צ’יין, חתני פרס נובל ברפואה לשנת 1945. במאה השנים האלה הצילו טיפול אנטיביוטיים מאות מיליוני בני אדם.
ד”ר ויקטוריה לזר
עם זאת, הצלחתו של הטיפול האנטיביוטי הפכה אותו לחרב פיפיות. זאת משום שהשימוש הנרחב בתרופות אנטיביוטיות מוביל להתפתחות אבולוציונית של חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה. מגמה זו מעוררתחשש מוצדק מעידן פוסט-אנטיביוטי – תקופה שבה חיידקים לא יגיבו עוד לתרופות אנטיביוטיות ובני אדם ימותו, כבעבר, מזיהומים הנחשבים כיום קלים ולא מסוכנים.
מעבדתו של פרופ’ רועי קישוני, מהמומחים המובילים בתחום העמידות האנטיביוטית, מפתחת שיטות המאפשרת לאמוד מראש את עמידותו של חיידק נתון לאנטיביוטיקה נתונה בהווה ויתר על כן – לנבא את רמת העמידות שהוא צפוי לפתח בעתיד. במחקר הנוכחי נבחנו כאמור טיפולי קומבינציה – שילוב של תרופות אנטיביוטיות שונות המונעות היווצרות עמידות.
החוקרים מציינים כי מגפת הקורונה הגדילה את השימוש באנטיביוטיקה, שכן אף שנגיף הקורונה עצמו (SARS-CoV-2) אינו מושפע מאנטיביוטיקה בשל היותו נגיף ולא חיידק, הטיפול האנטיביוטי מסייע לחולי קורונה להימנע מזיהומים חיידקיים משניים. וכך, עם הרחבת השימוש באנטיביוטיקה, הואצה האבולוציה של זניStaphylococcus aureusהעמידים לה.
לסיכום, חוקרי הטכניון גילו כי שילובי אנטיביוטיקה עלולים לפגוע ביעילות הטיפול ומצביעים על שילובים ספציפיים המאיצים או בולמים את התפתחותה של עמידות חיידקית.בכך הם סוללים דרך לטיפולים יעילים יותר ולבלימתה של “מגפת העמידות” המאיימת על האנושות.
איור אומנותי של תוצאות המחקר. המחקר מראה כי אינטראקציות בין סוגי אנטיביוטיקה שונים עלולים לפגוע ביעילות הטיפול, ולעתים תרופה בודדת יעילה יותר משילוב עם תרופות אחרות. איור: Eniko Kolliger
מנהיגים ונציגים מכ-200 מדינות התכנסו השבוע ב-COP27, ועידת האקלים העולמית של האו״ם בשארם א־שייח’. משבר האקלים הוא אחד האתגרים הגדולים העומדים היום בפני האנושות. הטכניון פועל להגנת הסביבה ולחינוך הדורות הבאים ליישום חשיבה מקיימת ולקידום שינויים שיובילו לעתיד בר קיימא בארץ ובעולם. השינוי צריך להתחיל קודם כל בבית – כאן בקמפוס: מרכז הקיימות ואגף התפעול בטכניון בשיתוף יחידות נוספות פועלים במרץ לשיפור ההתנהלות הסביבתית בקמפוס, ואלה רק כמה מהחידושים שהוכנסו בשנים האחרונות: תכנון בניינים המנצלים תאורה טבעית, כיבוי אוטומטי של תאורה מלאכותית בכיתות, במעבדות ובמשרדים, חלונות כהים לצמצום הקרינה החודרת לבניין, הצבת עמדות טעינה למכוניות חשמליות, פיתוח שבילי האופניים בקמפוס וייצור חשמל באמצעות פאנלים סולאריים על גגות הבניינים. הטכניון, כמוסד אקדמי ומחקרי, רואה עצמו מחויב לצמצום פליטת הפחמן ולשמירה על הסביבה.
ב-9 באוקטובר נצפתה התפרצות קרינת הגמא (GRB) האנרגטית ביותר שנמדדה עד כה. ההתפרצות, שהתרחשה במרחק 2.4 מיליארדי שנות אור מכדור הארץ, תועדה בשם GRB 221009A.
פרופ’ ארנון דר
מאמר של חוקרים בפקולטה לפיזיקה בטכניון, שהתקבל לפרסום יום לפני כן ב-The Astrophysical Journal Letters, כתב העת החשוב ביותר באסטרופיזיקה, מיטיב לנבא לא רק את עוצמתה של ההתפרצות אלא גם מאפיינים אחרים שלה. על המאמר חתומים פרופ’ ארנון דר ופרופ’ שלמה דדו, שהעלו אותו לפני כמה חודשים לאתר “ארכיב”.
התפרצות קרינת גמא, ובשמה המדעי “מתפרצי גמא”, היא אירוע קוסמי שבמהלכו נפלטת כמות אדירה של אנרגיה (קרני גמא וקרני X) בפעימה בודדת או בכמה פעימות סמוכות. לפני כ-25 שנה פרסמו דר ועמיתיו, פרופ’ ארי לאור וניר שביב, מאמר ב- Physical Review Lettersובו הם מציעים אפשרות שמתפרצי גמא אחראים לכמה מהכחדות החיים הגדולות על כדור הארץ.
מתפרצי גמא התגלו בשנת 1967, כשארה”ב שלחה לוויינים שיאתרו ניסויים גרעיניים סובייטיים בחלל. ניסויים כאלה נאסרו בהסכם בין-לאומי, אולם האמריקאים חשדו שברית המועצות מבצעת אותם בחלל בהנחה שאי אפשר יהיה לאתרם מכדור הארץ בגלל מחסום האטמוספרה. כעבור שש שנים, ב-1973, רק לאחר שהתברר שאינם מעשי בני אדם התפרסם שמדובר באירוע טבעי שאינו קשור כלל לניסויים גרעיניים.
בעשרים השנים הראשונות לאחר גילויים של מתפרצי גמא סברה הקהילה המדעית רובה ככולה שאירועים אלה מתרחשים בגלקסיית שביל החלב, הגלקסיה “שלנו”. רק ב-1991 התקבלה בנאס”א ראיה תצפיתית לכך שאירועים אלה מתרחשים בעיקר בגלקסיות אחרות, מרוחקות מאוד.
פרופ’ שלמה דדו
בשנת 1994 פרסם פרופ’ דר, יחד עם פרופ’ ניר שביב (שהיה אז דוקטורנט שלו), מודל חדש המסביר את התופעה: סילון צר של כדורי חומר הנפלטים בלידתם של כוכבי נויטרונים או חורים שחורים. כדורים אלה נעים במהירות יחסותית – מהירות הקרובה למהירות האור. מודל זה הפך לבסיס של “מודל כדורי התותח”, שפותח לימים על ידי הפרופסורים דר ודדו עם עמיתם פרופ’ אלברו דה רוחולה מ-CERN, ז’נבה. על פי מודל זה, כדורי החומר נעים במהירות ומפזרים את הפוטונים (חלקיקי האור) ואת החומר שבדרכם וכך יוצרים אלומה צרה של פוטונים, אלקטרונים וגרעיני אטומים עתירי אנרגיה. כאשר הפוטונים באלומה מגיעים לכדור הארץ הם נצפים על ידי טלסקופים קרקעיים וטלסקופי חלל.
הפרופסורים דר ודדו מקשרים במאמרם את תופעת מתפרצי הגמא לקרינה הקוסמית – קרינה שהתגלתה בתחילת המאה הקודמת ומהווה תעלומה שלא נפתרה עד היום (אין לבלבל אותה עם קרינת הרקע הקוסמית שמקורה במפץ הגדול). הם מסבירים כי השדות המגנטיים בחלל מפזרים את האלקטרונים ואת גרעיני האטומים שבאלומה מבלי שאלה יאבדו את האנרגיה שלהם. חלקיקים אלה הופכים לחלק מהקרינה הקוסמית.
החוקרים מראים כי קרוב לוודאי ששתי התופעות הללו, קרינה קוסמית ומתפרצי קרינת גמא, נולדות יחד בלידת כוכב הנויטרונים או החור השחור. תחת הנחה זו הם העריכו את האנרגיה המקסימלית בהתפרצות, אשר כאמור תואמת את האנרגיה המקסימלית המוערכת בהתפרצות הגמא GRB 221009A .
מתפרצי גמא נצפים בממוצע פעם ביום, אולם התפרצויות בעוצמה הדומה לזו של GRB 221009A פונות אל כדור הארץ, על פי ההערכות, רק פעם ב-500 שנה. ההתפרצות שנצפתה ב-9 באוקטובר נמדדה על ידי טלסקופ החלל על שם Fermi של NASA ועל ידי שורה של גלאי קרינת גמא המוצבים בחלל. מיקומה נקבע למחרת היום באמצעות טלסקופ הענק VLT במצפה הכוכבים Paranal שבצ’ילה.
התפרצות GRB221009A כפי שתועדה כשעה לאחר ההתפרצות הראשונית על ידי טלסקופ .SWIFT Credit: NASA/Swift/A. Beardmore (University of Leicester)
