יום הפרקינסון העולמי

אזילקט: תרופה משנה חיים

באחד מימי פברואר 2005 צילצל הטלפון בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון. על הקו הייתה ד”ר רות לוי, המדענית הראשית של ענקית התרופות הישראלית “טבע”. ד”ר לוי בישרה לשניים מחוקרי הפקולטה כי מינהל התרופות האמריקאי, ה-FDA, אישר את התרופה שהם פיתחו לטיפול בחולי פרקינסון. שני החוקרים, הפרופסורים מוסא יודעים וג’ון פינברג, חשבו באותו רגע על אבותיהם. אביו של ג’ון נפטר ממחלת פרקינסון, ואילו אביו של מוסא היה חולה בדיכאון שנים רבות. שניהם הרגישו שבהודעה הדרמטית על אישורה של התרופה “אזילקט” הם סגרו מעגל.

“נולדתי בטהרן למשפחה בת חמישה ילדים”, מספר פרופ’ יודעים. “משפחתו של אבי חיה במהלה, הרובע היהודי בטהרן. בית הכנסת במהלה היה רכוש המשפחה, שניהלה את כל שירותי הקהילה בנושאי הדת. ראשי המשפחה היו בעלי הידע ונתנו עצות רבות לחברי הקהילה, ומכאן שם המשפחה יודעים”.

מוסא נשלח לאנגליה לבדו בהיותו בן 12 בלבד, ומאז לא שב לאיראן. הוא התחנך בפנימייה יהודית בברייטון, וב-1959 התקבל ללימודי רפואה באוניברסיטת מקגיל בקנדה. ההרצאות על ביוכימיה של המוח (נוירוכימיה) השפיעו משמעותית על המשך לימודיו ועל מחקריו העתידיים. “המחקר הנוירופסיכיאטרי והטיפול במחלות נוירופסיכיאטריות היה אז בחיתוליו, והערכתי שתחומים אלה טומנים בחובם הבטחה עצומה”, מספר פרופ’ יודעים. הוא זנח את לימודי הרפואה לטובת לימודי דוקטורט בתחום הביוכימיה והפסיכיאטריה באוניברסיטת מקגיל. בתום הלימודים חזר לאוניברסיטת לונדון למשך חמש שנים, ולאחר מכן שהה שנה באוניברסיטת קיימברידג’ וארבע שנים נוספות באוקספורד. “אלה היו שנים פוריות שעיצבו את עתידי המקצועי”, הוא אומר.

בעת שהותו באוקספורד הוא התלבט אם להשתקע באנגליה או לעזוב. אף שהוצע לו תפקיד חשוב ב-NIH, מכוני הבריאות האמריקאיים, הוא לא רצה לחזור לארצות הברית. ואז נקרתה לפניו ההזדמנות לעבור לישראל.

בשנת 1975 ביקר יודעים בישראל, וכאן שמע מידידו, חתן פרס ישראל פרופ’ רפי משולם, שבפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט מחפשים פרמקולוג שיקים את המחלקה לפרמקולוגיה ויעמוד בראשה. “שמעתי על הטכניון כבר קודם, אבל לא ידעתי שיש בו פקולטה לרפואה”, הוא אומר. “בביקורי בחיפה פגשתי את הדקאן הראשון של הפקולטה לרפואה בטכניון, פרופ’ דוד ארליך, והוא הציע לי את משרת ראש המחלקה לפרמקולוגיה”.

חכמת הטכניון - תרופות.קרדיט: ענת הר-גיל
חכמת הטכניון – תרופות.קרדיט: ענת הר-גיל

ב-1977 עלה פרופ’ יודעים לארץ. בבואו לישראל היו לו שתי מטרות עיקריות: לפתח בטכניון מחלקה פרמקולוגית מהמעלה הראשונה ולעודד את חברות התרופות לשתף פעולה עימה. באותה תקופה פיגר תחום התרופות אחר תחומים אחרים בישראל, בין השאר משום שחברות התרופות לא פעלו על סמך תוכנית פיתוח ברורה. לראשונה בישראל יזם פרופ’ יודעים מחקר בנוירופרמקולוגיה של ניורוטרנסמיטרים אמינרגיים – תחום רלוונטי לכל המחלות הנוירופסיכיאטריות.

בתוך עשר שנים הייתה המחלקה הפרמקולוגית בטכניון ליחידה בעלת שם עולמי שנודעה הן באקדמיה הן בתעשיית התרופות הבין-לאומית. אולם הפריצה הדרמטית בענף התרופות הישראלי התרחשה בסוף שנות ה-70, עם כניסתה של חברת התרופות הישראלית “טבע” לעולם המחקר והפיתוח. מנכ”ל החברה אלי הורביץ ז”ל בחר במחלקתו של פרופ’ יודעים כמעבדה הראשונה למו”פ בתחום התרופות. עניין מיוחד גילתה החברה בתרכובות AGN1133 ו-AGN1135 לטיפול במחלת פרקינסון, שאותן חקרו פרופ’ יודעים ועמיתו פרופ’ ג’ון פינברג עוד במנזר ששכנה בו הפקולטה לרפואה בתחילת דרכה. התעניינותם במולקולות אלה נבעה מהדמיון המבני שלהן לסלג’לין – תרופה שמעלה את רמות הדופמין במוח וכך עשויה לסייע לחולי פרקינסון. התרופה נועדה לטיפול בדיכאון אך נכשלה בהתוויה זו.

לראשונה שמע פרופ’ יודעים על סלג’לין מהאיש שפיתח אותה, פליט השואה ההונגרי יוסף קנול, בכנס בסרדיניה בשנת 1972. כעבור שנה, לבקשת המדען וולטר בריקמאייר, נסע פרופ’ יודעים לבודפשט וקיבל מקנול חמישה גרמים מהתרופה שפיתח. את הדגימה הקטנה הביא לבריקמאייר בווינה וחזר לעבודתו באוקספורד. “אחרי שלושה חודשים קיבלתי שיחה בהולה מווינה: בריקמאייר סיפר לי שבניסוי שהוא ערך ניתנו עשרה מיליגרמים מהתרופה ל-46 חולים – והתוצאות מדהימות”.

יומיים לפני שעלה לישראל – אחת ההחלטות הדרמטיות בחייו – הוא חלם על הסלג’לין ועל שתי התרכובות AGN1133 ו-AGN1135. “נסעתי בבוקר ללונדון וביקשתי רשות מהמנחה שלי, פרופ’ מרטון סנדלר, לקחת את שתי התרכובות לישראל. הוא נתן לי אותן בשמחה”.

כאן בטכניון החלו פרופ’ יודעים ופרופ’ פינברג לפתח את התרופה לפרקינסון. “בשנת 1981 כבר ידענו שיש לנו תרופה פוטנציאלית ביד, אבל רק בשנת 2003 קיבלנו אישור סופי, כשהניסויים הקליניים בחולי פרקינסון הוכתרו בהצלחה”.

כיום ידוע שרסג’ילין, או בשמה המסחרי “אזילקט”, יעילה לטיפול בשלבים שונים של מחלת פרקינסון הן כתרופה יחידה הן בשילוב עם התרופה L-dopa. רסג’ילין אף נבחרה על ידי NIH, מכוני הבריאות האמריקאיים, כנושא מחקר עיקרי בחקר מחלות נוירודגנרטיביות.

במשך עשרות שנים ניהל פרופ’ יודעים את המרכז ע”ש איב טופף לחקר מחלות נוירודגנרטיביות בפקולטה לרפואה. בשנים האחרונות הוא התמקד בפיתוח סדרות רבות של תרופות למחלות ניווניות של המוח. כאות הוקרה על פעילות זו זכה פרופ’ יודעים פעמיים בפרס הרשל ריץ’ מהטכניון, בפרס א.מ.ת בחסות משרד ראש הממשלה ובכ-50 פרסים בין-לאומיים חשובים.

“אני מאמין שהשגתי את המטרות שהצבתי לעצמי כשהגעתי לישראל”, הוא אומר. “למזלי זכיתי בסטודנטים מבריקים ובעמיתים נפלאים, ואני אסיר תודה להם ולטכניון שהביא אותי לישראל מתוך אמון ביכולותיי. אזילקט מקילה על מיליוני אנשים, וזה מה שחשוב”.

 “להצליח לתרגם רעיון לתרופה ממשית שמסייעת לחולים – זה חלומו של כל פרמקולוג”, אומר פרופ’ ג’ון פינברג. “אצלי נוסף לזה גם היבט אישי של סגירת מעגל, שכן אבא שלי היה חולה פרקינסון. כאשר אושרה אזילקט הרגשתי שהוא מודה לי מלמעלה”.

פרופ' מוסא יודעים (משמאל) ופרופ' ג'ון פינברג
פרופ’ מוסא יודעים (משמאל) ופרופ’ ג’ון פינברג

פרופ’ פינברג נולד וגדל בלונדון ולמד ב-City of London School. לראשונה ביקר בישראל ב-1960 במסגרת הג’ימבורי – מפגש בין-לאומי של תנועת הצופים שהתקיים במרומי הכרמל. “הגענו באונייה עם כל הציוד של המחנה”, הוא נזכר. “השלטים הרבים שראיתי בעברית עשו לי משהו. גם החוויה במפגש הייתה נפלאה”. ב-1964 סיים לימודי רוקחות עם התמחות בפרמקולוגיה בקינגס קולג’ בלונדון, והחל לעבוד במחלקה הפרמקולוגית של חברת “גלאסקו” בקבוצה שגילתה את הסלבוטמול – החומר שעליו מבוסס הוונטולין. את הדוקטורט עשה בבית החולים סנט מארי בלונדון, שם גילה אלכסנדר פלמינג את הפניצילין.

מלחמת ששת הימים עוררה בג’ון כיסופים לישראל והוא ביקש להתנדב לצה”ל, אבל עד שהגיעו כל האישורים הסתיימה המלחמה. בשנת 1970, כשבאמתחתו דוקטורט בתחום הפיזיולוגיה של הכליה, עלה לישראל עם חברתו אפרת, וכעבור שנה נישא לה בתל אביב.

במשך שש שנים עבד פרופ’ פינברג במרכז הרפואי סורוקה בנגב, שם חקר עם פרופ’ ג’פרי ברליין את התאקלמות הגוף ואת הסתגלותו לחום סביבתי. “המתנדבים שלנו רכבו על אופני כושר בחדר שחומם ל-50 מעלות, וכך גילינו כיצד הגוף מסתגל לסביבה באמצעות שינוי במשק הנוזלים, הנתרן והאשלגן”. בשנת 1976 יצא לבתר-דוקטורט במכון רוש (Roche) לביולוגיה מולקולרית בניו ג’רזי. שם הוא נחשף לראשונה באופן מעמיק לחקר מערכת העצבים המרכזית.

ב-1978 הצטרף פרופ’ פינברג למחלקה לפרמקולוגיה בטכניון בעקבות פגישה עם פרופ’ יודעים. הוא מספר: “כשהגעתי לטכניון התמקדתי בהשפעות של תרופות נגד דיכאון ומשם המשכתי לתחום הפרקינסון. פרופ’ יודעים כבר עבד אז על איתור חומרים שיעכבו את פעילות האנזים MAO-B, והחלק שלי במחקר התמקד בהיבטים הפרמקולוגיים, כלומר בשאלה אילו תרכובות מעכבות ביעילות את האנזים MAO-B במוח החולדה”.

 MAO-Bמשפיע על הפרשת הדופמין, שהוא גורם מרכזי בסכיזופרניה ובפרקינסון. הפרשת יתר של דופמין במוח עלולה לגרום לסכיזופרניה; תת-הפרשה שלו – לפרקינסון. מאחר שהדופמין קשור למחלות נפש נחשף פרופ’ פינברג להשפעותיו בחקר הדיכאון, ובטכניון גייס את הידע שצבר למחקר הקשור לפרקינסון ולעריכת השלב הקדם-קליני של פיתוח התרופה למחלה.

כיום מקדיש פרופ’ פינברג את זמנו ואת מרצו למאבק בארגונים השוללים ניסויים בבעלי חיים. “זה תהליך מדאיג מאוד”, הוא אומר. “הארגונים האלה פועלים בתקיפות, ולעיתים באלימות, נגד כל מי שקשור בניסויים החיוניים האלה. הם מאיימים על מדענים ומבצעים מעשי ונדליזם במעבדות. זו הסיבה שהסכמתי לעמוד בראש הפורום הבין-אוניברסיטאי למחקר ביו-רפואי (IUF) שמטרתו לשנות את הטקטיקה מול אותן עמותות עשירות ותוקפניות. המשימה היא לעבור מתגובות לפעולה יזומה ונחושה, מתוך הבנה שאין לנו ברירה. עלינו לחנך את הציבור בתחום הזה. חשוב שכל מטופל שנכנס לבית חולים ידע שהטיפולים שהוא עומד לקבל לא היו מתפתחים ללא ניסויים קדם-קליניים”.

כבכל תרופה אחרת גם הניסוי הקליני ברסג’ילין התבצע בכמה שלבים. בשלב הראשון ניתנה התרופה לכמה מתנדבים בריאים כדי לוודא שאין לה תופעות לוואי שלא נצפו בחיות מעבדה. בשלב השני טופלה קבוצה קטנה של חולים כדי לבדוק אם התרופה יעילה בטיפול במחלה. בשלב השלישי נערך מחקר כפול-סמיות ומבוקר-פלצבו ב-404 מטופלים בשלבים מוקדמים של המחלה. בשני המחקרים הבאים השתתפו 687 ו-472 חולים הסובלים מתסמינים מוטוריים בשלבים מתקדמים יותר של המחלה.

אחת התגליות החשובות בנוגע לאזילקט היא שמעבר לטיפול בסימפטומים, התרופה ממש בולמת את המחלה בכך שהיא מגינה על נוירונים מפני ניוון. רוב הנוירונים במוח הם תאים שאינם יודעים להתחדש, לבצע רגנרציה, כלומר אין תחליף לנוירונים אבודים. לכן חשוב מאוד להגן על הנוירונים הקיימים מפני מוות, ואזילקט מצליחה לעשות זאת ולהאט באופן דרמטי את התפתחות המחלה.

ביוני 2016, בטקס חגיגי שהטכניון העניק בו תעודות הוקרה לפרופ’ יודעים ולפרופ’ פינברג, אמר נשיא הטכניון פרופ’ פרץ לביא שסיפורם המופלא אינו רק הישג מדעי אדיר ותרומה עצומה לאנושות, אלא סיפור המגלם את תמצית הטכניון: מצוינות ללא פשרות, מאמץ נחוש לפצח את מסתרי המוח האנושי וגם ציונות במיטבה, ציונות ללא מירכאות; שני המדענים עזבו משרות מבטיחות באנגליה, עלו לארץ, ובמבנה המנזר הקטן שהחלה בו דרכה של הפקולטה לרפואה הגיעו בעבודת מחקר מזהירה להישגם הנדיר – פיתוח תרופה המקילה את סבלם של מיליוני חולים ברחבי העולם.

מתוך תיקון עולם – סיפורו של הטכניון מאת עמוס לבב

רפואת העתיד: ניבוי מבוסס מידע

בחודש מרץ קיים הטכניון תחרות לפיתוח מבוסס-מידע (דאטאתון) בהובלת מרכז טכניון-רמב”ם לבינה מלאכותית ברפואה. התחרות התקיימה בפקולטה להנדסה ביו-רפואית כיוזמה משותפת של הטכניון, רמב”ם ו-MIT. השתתפו בה 50 סטודנטים מפקולטות שונות בטכניון, שפיתחו טכנולוגיות שונות הקשורות בניתוח מידע רפואי. את הסטודנטים ליוו 20 מנטורים מהטכניון, מרמב”ם ומהתעשייה.

הצוותים התבקשו לפתח מודלים המבוססים על למידה חישובית לפתרון אתגרים קליניים העולים מהשטח, כלומר מהרופאים בבית החולים. לרשות הסטודנטים הועמד מידע מותמם (אנונימי) על גבי ענן מאובטח, שאיפשר להם לנתח אותו באופן ממוחשב כדי להציג קשרים ומסקנות.

גמר התחרות וההכרזה על הקבוצות הזוכות התקיימו במסגרת כנס ההשקה של מרכז טכניון-רמב”ם לבינה מלאכותית ברפואה (CAIH) – מרכז חדש המשותף לטכניון ולקריה הרפואית רמב”ם. המרכז, ראשון בישראל ומהראשונים בעולם מסוגו, יפתח מערכות לומדות וטכנולוגיות מתקדמות בבינה מלאכותית לניתוח מצבו של המטופל. הכלים שיפתח יסייעו לרופאים לבחור, בזמן אמת, את הטיפול הרפואי המתאים והמדויק ביותר לחולה. כלים אלה יתבססו על ניתוח מורכב ומהיר של כלל המידע הרפואי הרלוונטי שהצטבר במאגרי ביג דאטה במשך שנים.

כל אחת משמונה הקבוצות שהשתתפו בתחרות עבדו על אחד מארבעה אתגרים שהציעו רופאי רמב”ם. לדברי ד”ר דני איתן מרמב”ם ומהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט, “הרופאים הביא את הידע הקליני ואת הצרכים של המערכת הרפואית, והסטודנטים והחוקרים מהטכניון הביאו את יכולותיהם בבניית אלגוריתמים ובניתוח ביג-דאטה, הכול כדי לנסח פתרונות מיטביים.

מימין לשמאל: ד"ר דני איתן, ד"ר רונית אלמוג, ד"ר יואכים בהר, המנחה איתן כץ, הסטודנטים הזוכים (בחולצות לבנות) ופרופ' לאו אנתוני צ'לי. צילום: יוסי ויינר
מימין לשמאל: ד”ר דני איתן, ד”ר רונית אלמוג, ד”ר יואכים בהר, המנחה איתן כץ, הסטודנטים הזוכים (בחולצות לבנות) ופרופ’ לאו אנתוני צ’לי. צילום: יוסי ויינר

במקום הראשון זכתה קבוצת Stem Cells, שהציגה מודל לניבוי מוקדם של זיהומים בדמם של מושתלי מח עצם. בקבוצה חברים עומר שובי, תם יובילר, אורן פלוזניק, יואב דניאלי, יותם מרטין, ניצן דהן, שובל זנדברג. את הקבוצה הנחו איתן כץ, ישראל הניג ואסף מילר.

במקום השני זכתה קבוצת Birth, שהציגה מודל לניבוי מותאים-אישית של משקל הלידה על סמך נתונים קליניים ולידות מוקדמות. בקבוצה חברים אנסטסיה קוזנצובה, אלון הכהן, נועם קידר, רותם שפירא, גליה סגל ושירי פיסטל. את הקבוצה הנחו מרי-לאורה צ’רפינון, פייר אובלין ורון בלוססקי.

במקום השלישי זכתה קבוצת COVID-19, שהציגה מודל לניבוי מוקדם של החלמה ושל מספר ימי הנשמה בקרב חולי קורונה. חברי הקבוצה הם יותם גרנוב, מיכל יעקב, הדר גוטמן, אלון צייזל, אופק אברהם, גל אבינרי וחגי מיכאלי. את הקבוצה הנחו עינת בורוכוביץ’ ודני איתן.

הטכניון ויחידות ה-IT בראשות שרה צפריר והאפידמיולוגיה ברמב”ם עבדו יחד כדי להקצות למשתתפים תשתית ענן ומאגרי מידע מאוגמים מכמה מחלקות ברמב”ם.

אלה היו חברי הצוות המארגן של התחרות: ד”ר יואכים בהר מהטכניון, ד”ר דני איתן מהטכניון ומרמב”ם, ד”ר רונית אלמוג מרמב”ם, פרופ’ לאו אנתוני צ’לי מ-MIT וד”ר יונתן סובל מהטכניון. האירוע נתמך גם על ידי שותפים באקדמיה ובתעשיה ובהם Roche, GE Healthcare ויוזמת בריאות האדם בטכניון (THHI).

[su_youtube url=”https://youtu.be/B5avcaDX6hc” width=”700″ height=”200″]

עושים היסטוריה

מימין לשמאל : אמל אל פאלח, פרופ' קובי רובינשטיין, נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון, נשיא אוניברסיטת מוחמד השישי במרוקו, מר הישאם אל הבטי, פרופ' גבריאל מלכה ופרופ' עודד רבינוביץ'
מימין לשמאל : אמל אל פאלח, פרופ’ קובי רובינשטיין, נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון, נשיא אוניברסיטת מוחמד השישי במרוקו, מר הישאם אל הבטי, פרופ’ גבריאל מלכה ופרופ’ עודד רבינוביץ’

משלחת ממרוקו בראשות מר הישאם אל הבטי, נשיא אוניברסיטת מוחמד השישי במרוקו (UM6P) – אוניברסיטה פוליטכנית מובילה במרוקו ביקרה בטכניון בשבוע שעבר. “אוניברסיטת מוחמד השישי” מתמקדת במחקר יישומי ובחדשנות תוך דגש על פיתוחה של אפריקה ומקיימת קשרים בין-לאומיים עם מוסדות מובילים ובהם MIT, אוניברסיטת מקגיל ומכון מקס פלנק.

בטקס חגיגי שהתקיים בטכניון חתמו שני הצדדים על מסמך הבנות לשיתוף פעולה אקדמי ראשון מסוגו בין שני המוסדות. על המסמך חתמו נשיא UM6P מר הישאם אל הבטי ונשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון, המשנה הבכיר לנשיא הטכניון פרופ’ עודד רבינוביץ’ והמשנה לנשיא למחקר פרופ’ קובי רובינשטיין. את טקס החתימה הנחה סגן הנשיא לקשרי חוץ ופיתוח משאבים פרופ’ אלון וולף.

נשיא הטכניון פרופ’ סיון אמר לחברי המשלחת כי ביקורם בטכניון “משקף שינוי היסטורי מהיר ודרמטי באזור, ואנו בטכניון נחושים להשתתף בהובלת תהליך זה ובבניית הגשרים באמצעות חינוך ומחקר. מאז החתימה על הסכמי אברהם ביקרו בטכניון משלחות מהאמירויות ומבחריין, מדינות שאיש מאיתנו לא חלם שיבקרו כאן אי פעם. שני המוסדות האקדמיים, הטכניון ו-UM6, מחנכים סטודנטים ומכשירים אותם לעתיד. שיתוף הפעולה שאנו ממסדים כאן היום, מעבר לערכו האקדמי, הוא חובתנו לעתיד האיזור ולדור הצעיר.”

נשיא אוניברסיטת מוחמד השישי במרוקו, מר הישאם אל הבטי, למד מתמטיקה יישומית, כלכלה והנדסה בצרפת ועבד שנים רבות בחברת הפוספטים OCP, שם כיהן בשורה של משרות ניהוליות בכירות. “היום אנחנו חותמים על הסכם שהוא רק דף נייר,” הוא אמר בטקס החתימה, “אבל מה שחשוב יותר הוא מה שעומד מאחורי הסכם זה – הרצון ההדדי האמיתי בשיתוף פעולה, שיוביל לחילופי סטודנטים ולאירוח הדדי של חברי סגל משני המוסדות. זה כבוד גדול להיות כאן בטכניון – ואחריות גדולה. אנחנו בעיצומו של עידן היסטורי, וחובה עלינו לפעול להידוק הקשרים בין מרוקו וישראל. כאוניברסיטה צעירה מאוד אנחנו פתוחים לשיתופי פעולה בין-לאומיים ושמחים על הקשר הזה אתכם.”

דגלי המדינות ודגל הטכניון בטקס החתימה
דגלי המדינות ודגל הטכניון בטקס החתימה

בתום החתימה החליפו הנשיאים מתנות; מר הישאם אל הבטי העניק לנשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון אלבום המתאר את תולדותיה של יהדות מרוקו, ופרופ’ סיון העניק לו תחריט זכוכית הנושא את סמל הטכניון.

“בין מרוקו לישראל יש קווי דמיון רבים,” אמר בטקס המשנה לנשיא הטכניון למחקר פרופ’ קובי רובינשטיין, “גם בתנאי השטח והאקלים וגם במגוון האנושי ובתחומי העניין. לכן שיתוף הפעולה חשוב לנו וטומן בחובו סיכויי הצלחה רבים.”

לאחר חתימת ההסכם ביקרה המשלחת במרכז המבקרים ע”ש פולק והתרשמה מתערוכת התגליות ופריצות הדרך המחקריות והטכנולוגיות של חוקרי הטכניון, בהן תגליותיהם של חתני פרס נובל מהטכניון ופיתוחים שהובילו להקמת חברות טכנולוגיות פורצות דרך. בנוסף ביקרה המשלחת במרכז המיקרוסקופיה בטכניון בראשות ד”ר ירון קאופמן. בהמשך היום נערכו פגישות אקדמיות אישיות בין חברי המשלחת לחברי סגל בטכניון כדי לייצר שיתופי פעולה ספציפיים בתחומי מחקר שונים הרלוונטיים לשתי המדינות – הנדסת מים, אנרגיה, ביוטכנולוגיה והנדסת מזון, הנדסה ביו-רפואית, יזמות ובינה מלאכותית.

 

איתן ורטהיימר, 1951-2022

איתן ורטהיימר ז”ל נולד וגדל בנהריה. ב-1982 הצטרף לחברת ישקר לבקשת אביו, מייסד החברה סטף ורטהיימר. עד מהרה התמנה למנכ”ל ישקר והוביל את החברה במשך שנים רבות תוך הטמעה של שיטות ייצור ושיווק חדשניות שאפשרו לתעשייה הישראלית לחדור לשוק הגלובלי. לימים נרכשה החברה על ידי וורן באפט.

במישור החברתי היה ורטהיימר מעורב עמוקות בקידום החינוך הטכנולוגי בפריפריה הגאוגרפית, הכלכלית והחברתית. זאת מתוך אמונה בכך שהחינוך הוא מפתח להתקדמות אישית ולהשתלבות בחברה. במסגרת זו הוא היה שותף בייסוד תוכנית עתידים וקרן דרומה-צפונה, המשלבות צעירים מהפריפריה בלימודי טכנולוגיה ובתעשיית ההייטק, ותמך במכינות הטכניונית הייעודיות לצעירים חרדים ולבני המגזר הערבי.

על פעילותו החברתית הנרחבת העניק הטכניון למר ורטהיימר, בשנת 2011, תואר דוקטור לשם כבוד “בהוקרה על תמיכתו רבת השנים בחברה הישראלית ובטכניון ועל מסירותו ומחויבותו האיתנה לקידום החינוך במדינת ישראל באמצעות מנהיגותו מעוררת ההערכה בתוכנית עתידים; וברחשי תודה על תרומתו לפרויקטים חינוכיים המיועדים לקידום החינוך בפריפריה החברתית והגאוגרפית, לרבות המכינה הטכניונית לצעירים מהמגזר החרדי והמכינה לצעירים מהמגזר הערבי.”

“איתן ורטהיימר היה איש חזון שתרם רבות לטכניון, לתעשייה ולחברה בישראל,” ספד לו נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון. “הוא ראה בחינוך בכלל ובהשכלה הגבוהה בפרט כוחות מניעים למוביליות חברתית ותרומתו לקידום החינוך הטכנולוגי בפריפריה הגאוגרפית והחינוכית בישראל היתה רבה. ב-2011 קיבל איתן מהטכניון תואר דוקטור לשם כבוד, שהוא ההוקרה הגבוהה ביותר שמעניק הטכניון לאישים שהתבלטו בפועלם ובתרומתם לישראל ולעם היהודי. איתן היה מנהיג וחותמו על הטכניון ועל בוגריו ימשיך ללוות אותנו. בשם כל בית הטכניון אני משתתף בצער המשפחה ומוסר את תנחומינו הכנים.”

פרופ’ אילת פישמן דיקנית הסטודנטים בטכניון ספדה לו: “תוכנית עתידים קיימת בטכניון משנת 2000. היא הוקמה ונוצרה ביחד עם המרכז לייעוץ ותמיכה בסטודנטים בדיקנאט הסטודנטים ומתופעלת על ידי המרכז עד היום. התוכנית נחשבת כאחת ההצלחות הגדולות של החברה הישראלית בנושא צמצום פערים והיא הצמיחה מאות מהנדסים ומדענים שלאחר סיום לימודיהם השתלבו חזרה בפריפריה והפכו למובילים בתחומם בקהילתם. אנחנו עובדים בשיתוף פעולה מלא עם מנהלת התוכנית ומוקירים תודה ענקית לאיתן ורטהיימר – שהיה פורץ דרך בראיה החברתית שלו.”

לצפייה בטקס הענקת תואר דוקטור לשם כבוד:

[su_youtube url=”https://youtu.be/S8v-T-Zaogg?t=3660″ width=”700″ height=”200″]

משפך אנרגיה תאי

בתמונה הקבוצתית, מימין לשמאל: פרופ' אריאל קפלן, ד"ר ראני זננירי ופרופ׳ ארנון חן
בתמונה הקבוצתית, מימין לשמאל: פרופ’ אריאל קפלן, ד”ר ראני זננירי ופרופ׳ ארנון חן

מאמר של חוקרים מהפקולטה לביולוגיה בטכניון, שהתפרסם אתמול בכתב העת Nature Communications, שופך אור על אחד המנגנונים האחראים לתיקון נזקים בדי-אן-איי. המאמר משותף לקבוצות המחקר של פרופ’ ארנון חן ופרופ’ אריאל קפלן.

שמירה על שלמות הגנום חיונית לתפקודם של כל האורגניזמים ולהישרדותם. הגנום מאוים על ידי קשת רחבה של גורמים סביבתיים (חיצוניים) ואנדוגניים (שמקורם בפעילות האורגניזם עצמו) – גורמים המחוללים בכל יום אלפי אירועי נזק לדי-אן-איי בכל תא. נזקים חמורים במיוחד הם השברים הכפולים, המתרחשים בכל סוגי האורגניזמים ועלולים לגרום למוטציות מזיקות ולמוות של תאים.

במהלך האבולוציה פיתח התא החי מנגנוני תיקון מתוחכמים לשברים מסוכנים אלה. בחיידקים, תיקון השברים מאותחל על ידיRecBCD , אנזים הפורם בכוח את צמדי הבסיסים המרכיבים את הסליל הכפול של הדי-אן-איי באזור הנזק כהכנה לשלבים הבאים הנדרשים לתיקון מלא. את האנרגיה לתהליך שואב האנזים ממולקולותATP , נשאיות האנרגיה של התא.

בתהליך האמור נפרמים יותר מ-1,600 צמדי בסיסים בשנייה – מהירות עצומה במונחים ביולוגיים. כדי להגיע למהירות זו, RecBCD נזקק לאלפי מולקולות ATP בכל שנייה. תהליך זה סותר לכאורה את העובדה שתאים הסובלים מנזקי די-אן-איי מאופיינים ברמות נמוכות יחסית של ATP. כיצד, אם כן, מגשר התא על הפער? כיצד מגייס האנזים במהירות כה רבה את מולקולות ה-ATP הנדרשות לתיקון? בשאלות אלה דן המאמר שפורסם על ידי שתי קבוצות המחקר הטכניוניות ושופך אור על מנגנון הפעולה יוצא הדופן של RecBCD.

ד"ר סיבאסוברא מנגאפורם
ד”ר סיבאסוברא מנגאפורם

ד״ר ראני זנאנירי, ד״ר סיבאסוברא מנגאפורם וד״ר ורה גיידר גילו במחקר זה את קיומם של אתרי קישור נוספים למולקולות ATP ב-RecBCD. מולקולות אלה נקשרות לאותם אתרי ביניים ומהם הן עוברות למקום המדויק שבו הן נדרשות. אתרי הקישור שגילו חוקרי הטכניון יוצרים למעשה “משפך” למולקולות ATP, המתעל את ה״דלק״ לעבר שני ה״מנועים״ של RecBCD ביעילות ובמהירות. הגילוי מבוסס על שימוש במגוון רחב של כלים ביו-פיזיקליים וניסויים בתאים חיים (חיידקי E. coli).

תיקון נזקי די-אן-איי ממלא תפקיד מרכזי בפיזיולוגיה של תאים בכל העולם החי, מה שמעיד על מרכזיותו ועל התפתחותו בשלב קדום באבולוציה. לפיכך, למנגנון החדש שהתגלה עשויות להיות השלכות לא רק על פעילות אנזימטית כשלעצמה אלא גם על תיקון די-אן-איי בתאי גופנו ועל הבנת ההפרעות שלו במצבי מחלה שונים.

המאמר נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע והקהילה האירופית.

למאמר בכתב העת Nature Communications  לחצו כאן

“ביוטכנולוגיה היא הלב של תעשיית התרופות והמזון”

מאות משתתפים, רובם תלמידי כיתה י”ב, השתתפו באולימפיאדת הביוטכנולוגיה החמישית שהתקיימה בטכניון ביום שישי, 1 באפריל. במקום הראשון זכתה מיה עציון מתיכון ויצו נהלל, שחקרה את יעילות הביטוי וההפרשה של האנזים עמילאז בחיידקים רקומביננטיים.

מימין לשמאל: פרופ' אילת פישמן, לירן באום (מקום שני), מיה עציון (מקום ראשון), עמית וינקלר (מקום שלישי) ויהודית דסקלו (מפמ"רית ביוטכנולוגיה). צילום: ד"ר עומר יחזקאלי
מימין לשמאל: פרופ’ אילת פישמן, לירן באום (מקום שני), מיה עציון (מקום ראשון), עמית וינקלר (מקום שלישי) ויהודית דסקלו (מפמ”רית ביוטכנולוגיה). צילום: ד”ר עומר יחזקאלי

האירוע התקיים במתכונת היברידית, אולם חמשת הפיינליסטים הגיעו לקמפוס הטכניון והציגו את עבודות החקר שלהם. את הרצאת האורח – “למה סרטן זו מחלה ארורה כל כך, ולמה בכל זאת יש מקום לאופטימיות?” – נשא ד”ר יוסי מרובקה מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון.

את האירוע ארגנו משרד החינוך והטכניון. מטעם משרד החינוך – יהודית דסקלו, מפמ”רית ביוטכנולוגיה, וסימה קרמרמן, מדריכה ראשית במגמת ביוטכנולוגיה; מטעם הטכניון – פרופ’ אילת פישמן וד”ר עומר יחזקאלי מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון. “הרמה הגבוהה של העבודות הייתה דומה לעבודות גמר של סטודנטים בטכניון,” אמרה פרופ’ פישמן. “מעל לכל התרשמתי מהידע של התלמידים בבחינה בעל פה ומההבנה העמוקה של הניסויים שערכו.”

“כל העבודות היו מעולות והתקשינו לבחור את הזוכים,” אמרה יהודית דסקלו בשם משרד החינוך. “קיום האולימפיאדה לביוטכנולוגיה הוא עדות לקשר החזק שקיים בין הפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון למגמת ביוטכנולוגיה במשרד החינוך. זה אירוע חשוב, המסייע למנף ולהדגיש את חשיבות לימודי הביוטכנולוגיה בארץ.”

במקום הראשון זכתה כאמור מיה עציון מתיכון ויצו נהלל, שבחנה את השפעת ריכוז IPTG על יעילות הביטוי וההפרשה של עמילאז בחיידקים רקומביננטיים. האנזים אלפא עמילאז נמצא במגוון רחב של מינים, ותפקידו לפרק עמילן לחד הסוכר גלוקוז, המשמש כמקור אנרגיה בעת תהליך הנשימה התאית. בתחום הביוטכנולוגיה, ספקטרום השימוש של האנזים רחב מאוד והוא משמש בתעשיית המזון (לעיבוד עמילן), בתעשיית הדלקים הביולוגיים, בתעשיית הטקסטיל ובתעשיית הנייר. ליכולת לבטא ולנקות כמויות גדולות של אנזים זה בצורתו המסיסה, לפיכך, יש חשיבות ביוטכנולוגית רבה. תוצאות העבודה מראות כי יעילות ההפרשה של האנזים אלפא-עמילאז גדולה יותר בריכוז 1 מילימולר של IPTG וכי האנזים שהופרש הוא מסיס ופעיל.

במקום השני זכה לירן באום, מבי”ס אמי”ת בר אילן, על מחקרו בנושא השפעת פפטיד ציקלי על פעילות האינטגרין αVβ3 בתאי מלנומה גרורתית. במקום השלישי – עמית וינקלר, מתיכון ע”ש י. בן צבי מקרית אונו: השפעת ננו-חלקיקים מגנטיים תחת שדה מגנטי על הכוונת צמיחת שלוחות של תאי עצב בתרבית תלת-ממדית. עוד השתתפו בגמר אימאן נזאל ממקיף אלרסאלה נחף,  שחקרה את ההשפעה האנטי-בקטריאלית של השמן הארומטי מרווה רפואית על גדילת חיידקים שונים, וגיא לוי מתיכון ליידי דייויס בתל אביב, שבדק את השפעת שינויים בביטוי הגן פלדין על חיות, התרבות ונדידת תאים בתאי SH-SY5Y.

פרס קריל לשלושה חוקרים בטכניון

השלושה הם ד”ר איתי אייל מהפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע״ש אנדרו וארנה ויטרבי, העוסק באבטחה וביצועים של פרוטוקולי בלוקצ’יין ומערכות מבוזרות (decentralized); ד”ר יהונדב בקנשטיין מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים ומהמכון למצב מוצק, העוסק בפיתוח חומרים ננומטריים ובהם פרובסקיטים האלידיים הנחשבים להבטחה גדולה בשימוש באנרגיה סולארית וגלאים אולטרה-רגישים; וד”ר רון רוטבלום מהפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב, העוסק בתאוריה של מדעי המחשב, בעיקר בהקשר של קריפטוגרפיה וסיבוכיות חישובית.
פרסי קריל להצטיינות במחקר מדעי ניתנים לזכרם ולכבודם של בנימין וגיטלה קריל מנסבך שלנגר ז'”ל. הם ניתנים לחברי סגל מצטיינים, בדרגת מרצה או מרצה בכיר, המועסקים באחת האוניברסיטאות בישראל ועדיין לא קיבלו קביעות.

ניוזלטר מרץ 2022

אז מה היה לנו החודש – פרס ישראל שלישי לחוקרי הטכניון, דיקנית ראשונה בתולדות הפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע”ש ויטרבי וסטודנטית אחת ששברה שיא בן 25 שנה באתלטיקה הישראלית.

עוד בניוזלטר: הבטחות ואתגרים במהפכת ה-AI, מעורבותנו בעידן הבריאות הדיגיטלית הרותמת את מדעי הנתונים לשיפור הרפואה, זכיות נוספות של חוקרינו במענקי ERC היוקרתיים, הידוק הקשרים עם חברת הענק Google ומחקרים הקושרים הנדסה ורפואה.

קריאה מהנה!

 

מה אם המדע היה מתפרץ דרך הדלת?

שלט הכניסה לתערוכה
 שלט הכניסה לתערוכה

במהלך השנתיים שבהן הוא לומד הנדסה ביו-רפואית ופיזיקה בטכניון צייר הסטודנט ניר אלמוג קרוב למאה יצירות, חלקן במהלך ההאזנה להרצאות. “בכל הרצאה ובכל תרגיל בית, האתגר והמחשבה יוצרים בי גל של תהייה שאני יכול להביע במלואה רק דרך הציור,” אומר אלמוג. “תחושת הפליאה שאני מקבל מן הלימודים היא אותה התחושה שאני מקבל דרך האמנות.”

יצירותיו של אלמוג מרכיבות את התערוכה הראשונה בסדרת “זרקור על סטודנט יוצר” המוצגת בגלריית המסדרון שהוקמה במבואה לבניין אולמן. “בניין אולמן, בו לומדים כל הסטודנטים לשנה א’ בטכניון, הוא המקום שמעצב את הנגיעה הראשונה של הסטודנטים בטכניון,” אמר המשנה הבכיר לנשיא פרופ’ עודד רבינוביץ’. “לכן היה לנו חשוב שהיוזמה הזאת תתקיים כאן, בכניסה לאולמן, כדי לעורר בסטודנטים השראה ומחשבה.”

“האמנות היא שפה אוניברסלית,” אמר דיקן לימודי הסמכה פרופ’ חוסאם חאיק. “זוהי שפה שכל אחד מפרש אותה כראות עיניו וכך היא מפתחת סובלנות, קבלה של מה שאינו קולע לטעמנו והשלמה עם מצבי ביניים שאינם שחור-לבן. חשוב לנו שהסטודנטים ילמדו מעבר למעבדות ולכיתות, ואני מקווה שבעזרת היצירות הנפלאות האלה נוכל לפתוח בפניהם פרספקטיבות חדשות.”

ניר אלמוג, הסטודנט והאמן, סיפר על עצמו ואמר כי הוא מצר על המרחק הקיים בין האמנות ובין המדע. “אנחנו הרי רוצים לפרוץ דרך במדע ולחשוב מחוץ לקופסה – לכן אנחנו עורכים האקתונים, תחרויות, מחקרים ומיזמים, אבל לפעמים אנחנו שוכחים שגם האומנות באה כדי לפרוץ את אותם הגבולות.” לדבריו, הוא מצייר לא רק כדי להעמיק את הבנת הנלמד אלא גם כדי להשלים את החסר לו בסביבה האקדמית. היצירה מספקת לו מרחב שבו הוא יכול להרשות לעצמו להתרווח, להיות פחות זהיר, לא לפחד מטעויות או מ”מה יגידו”, להקשיב לאינטואיציה גם אם איננה מבוססת ובעיקר לחשוב בחופשיות.”

הסטודנט ניר אלמוג על רקע היצירות שלו
 הסטודנט ניר אלמוג על רקע היצירות שלו

את התערוכה אצרה ולריה גסלב, שאצרה גם את התערוכה הקודמת באולמן, “מאה זריחות ביממה”. לדבריה, “הסיפור של ניר הוא סיפור על איש צעיר, בן 22, שהפגין אמונה בעצמו – אמונה שפתחה את הדלת לאחרים, שכן התערוכה הזאת מלווה בקול קורא לסטודנטיות ולסטודנטים נוספים המוזמנים להציע את יצירותיהם לתערוכות בגלריה.” ואכן, סטודנטיות וסטודנטים יוצרים מוזמנים לפנות ללימודי הסמכה והשתתפותם בתערוכות עתידיות במסגרת הסדרה “זרקור על סטודנט יוצר” תישקל בהמשך.

יו”ר אס”ט ליבי מנש אמרה בטקס פתיחת התערוכה כי “יפה שהטכניון מושך אליו גם אומנים, וחשוב שלצד הלחץ בלימודים ובמבחנים נמשיך לטפח את היצירה בקרב הסטודנטים. אני מקווה מאוד שנמשיך לראות כאן עוד דברים יפים כאלה.”

אוצרת: ולריה גסלב

עיצוב: עופרי פורטיס והגר מסר

הדפסה: סטודיו קליידסקופ, ליין כאט

מסגור: גלריה אמן

הטכניון אירח שרים בכירים מממשלת אוסטריה

נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון (במרכז) עם שר החוץ אלכסנדר שאלנברג (מימין) והשרה לענייני כלכלה ודיגיטל ד"ר מרגרט שרמבוק (משמאל)
נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון (במרכז) עם שר החוץ אלכסנדר שאלנברג (מימין) והשרה לענייני כלכלה ודיגיטל ד”ר מרגרט שרמבוק (משמאל)

משלחת אוסטרית גדולה, בראשותם של שר החוץ אלכסנדר שאלנברג והשרה לענייני כלכלה ודיגיטל ד”ר מרגרט שרמבוק ביקרה אתמול (ג’) בטכניון כדי ללמוד על המחקר והפיתוח בקמפוס ולבחון אפשרויות לשיתופי פעולה עם הטכניון. את פני המשלחת האוסטרית קיבלו במרכז המבקרים ע”ש פולק נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון והמשנה לנשיא ומנכ”ל פרופ’ בועז גולני. למשלחת האוסטרית התלווה שגריר אוסטריה בישראל ניקולאוס לוטרוטי.

נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון אמר בפתיחת הביקור כי “הטכניון הוא האוניברסיטה הטכנולוגית היחידה בישראל, והיא נוסדה לפני כמאה שנים כאוניברסיטה הטכנולוגית של העם היהודי מתוך הבנה שאם רוצים בית לעם היהודי – חייב להיות בו מוסד כזה. כמו כל אוניברסיטה טכנולוגית אנו שואפים להוביל במחקר ובהכשרת הסטודנטים שלנו, אבל מה שמייחד אותנו הוא תודעת השליחות – חובתנו לחזק את כלכלת ישראל ואת ביטחונה.” נשיא הטכניון הוסיף ואמר כי “קשרי אקדמיה-תעשייה הם מסורת ארוכת שנים בטכניון, אולם בשנים האחרונות מושקע מאמץ מיוחד בכיוון זה, תוך חיבור המחקר בטכניון לתעשייה כך שהישגיהם של החוקרים בטכניון יתורגמו ליישומים המשפרים את רווחת האדם.”

במסגרת הביקור התקיים פאנל בנושא בריאות דיגיטלית בהנחיית מרקוס האס, הנספח הכלכלי בשגרירות אוסטריה בישראל. בפאנל אמרה השרה לענייני כלכלה ודיגיטל ד”ר שרמבוק כי “הטכניון מציג הישגים מרשימים לא רק במחקר עצמו אלא גם ביצירת שיתופי פעולה בין-תחומיים ובחיבור בין האקדמיה לתעשייה, ואלה דברים שעלינו ללמוד מכם. אין לי ספק שתחום מדעי החיים עשוי להיות נקודת מפגש משמעותית בינינו לבין הטכניון, שיתוף פעולה שבו כל צד יתרום מחוזקותיו. אחד האתגרים כיום, גם בהקשר של עולם הרפואה, הוא ההתמודדות עם ביג דאטה ותרגומם של נתוני העתק באופן שישפר את איכות החיים ואת רמת הבריאות. תחום מדעי החיים הוא מרכיב חשוב בכלכלת אוסטריה – משמעותי יותר אפילו מענף התיירות. חשוב לי מאוד שהמפגש בטכניון יהיה רק בעיטת הפתיחה לשיתוף פעולה מתמשך, ולכן אדאג לייצר אפשרות לתקשורת בינינו לחוקרי הטכניון.”

המשלחת האוסטרית עם נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון ועם המשנה לנשיא ומנכ"ל פרופ' בועז גולני
המשלחת האוסטרית עם נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון ועם המשנה לנשיא ומנכ”ל פרופ’ בועז גולני

ד”ר יואכים בהר מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית סיפר על המרכז החדש לבינה מלאכותית ברפואה, שהוקם בשיתוף פעולה בין הטכניון לקריה הרפואית רמב”ם. המרכז יתמקד בפיתוח כלים שיסייעו לרופאים לבחור, בזמן אמת, את הטיפול הרפואי המתאים והמדויק ביותר לחולה. כלים אלה יתבססו על ניתוח מורכב ומהיר של כלל המידע הרפואי הרלוונטי שהצטבר במאגרי ביג דאטה במשך שנים. ד”ר בהר הדגיש את הצורך בשיתוף פעולה בין-תחומי, בעיקר סביב החיבור בין רפואה ל-AI.

פרופ’ חוסאם חאיק, דיקן לימודי הסמכה, אמר כי “הטכניון מבין כיום שמסחור טכנולוגיות חשוב מאוד לרבים מהמשתלמים לתארים מתקדמים. יש אצלנו משתלמים שמסתפקים במחקר הבסיסי, אבל אחרים חולמים להקים סטארטאפ ולהביא את הטכנולוגיה לעולם האמיתי. החוכמה שלנו היא להתאים את הדוקטורט לסטודנט ולאפשר לו, אם ירצה, לקדם את הטכנולוגיה לקראת בשלות לפני שהוא יוצא לדרך עצמאית עם סטארטאפ משלו.”

שגיב סגל מהמרכז ללמידה חישובית ולמערכות נבונות (MLISבטכניון, הציג את פעילות המרכז ואמר כי “נתונים הם הדלק של כלכלת ה-AIועלינו להתמודד בהקשר זה עם אתגרים רבים כגון אבטחת מידע ומניעת הטיות בניתוח הנתונים. דגש מרכזי בהקשר זה הוא החיבור בין חוקרים מדיסציפלינות שונות, ו­המרכז תומך במחקרים המבססים שיתופי פעולה מסוג זה.

שר החוץ אלכסנדר שאלנברג והשרה לענייני כלכלה ודיגיטל ד"ר מרגרט שרמבוק סוקרים את מיצג הננו-תנ"ך במרכז המבקרים ע"ש פולק בטכניון
שר החוץ אלכסנדר שאלנברג והשרה לענייני כלכלה ודיגיטל ד”ר מרגרט שרמבוק סוקרים את מיצג הננו-תנ”ך במרכז המבקרים ע”ש פולק בטכניון

מנהלת מאיץ ה-DRIVE בטכניון, שולי שוורץ, אמרה כי “האקדמיה מייצרת לעתים פתרונות ללא אתגר, והתעשייה נתקלת באתגרים ללא פתרון, וכאן אנחנו נכנסים לתמונה. חשוב להדגיש שאין לנו שום כוונה לפגוע במדע הבסיסי, אבל במקרים שהמסחור אפשרי אנחנו פועלים לחיבור בין החוקרים הרלוונטיים לאתגרים הקיימים בשטח. המאיץ שלנו תומך ביזמים בשלב טכנולוגי ועסקי מוקדם, ולכן אנחנו בוחנים בקפידה את הפרויקטים שאנחנו מקבלים.” היא הוסיפה כי “כמדענית שהפכה ליזמית אני מבינה היטב שהתרגום של מדע ליזמות לא מצריך שינוי אלא מהפך של ממש.”

יעל אופיר, מנכ”לית HealthIL לקידום החדשנות בעולם הרפואה במשרד הכלכלה, אמרה כי “תמיד מרשים לראות מה התחדש בטכניון, ואני שמחה על היוזמה לקידום החיבור בין מדעי הנתונים ורפואה. המשימה שלנו היא לקדם את שיתוף הפעולה בין מגזרים שונים לשיפור הרפואה ולייצר פלטפורמה לחדשנות, ומה שקורה בטכניון בהקשר זה רלוונטי לכך מאוד.”

למידה קטלנית: פרשנות חדשה למנגנוני הסתגלות של תאים סרטניים

מימין לשמאל: אסיל שומר, פרופ' עמרי ברק ופרופ' נעמה ברנר
מימין לשמאל: אסיל שומר, פרופ’ עמרי ברק ופרופ’ נעמה ברנר. קרדיט: רמי שלוש, דוברות הטכניון

למרות ההתקדמות העצומה ברפואת סרטן בעשורים האחרונים, שתי תופעות פיזיולוגיות עדיין גובות קורבנות רבים בקרב החולים: גרורות סרטניות ועמידות לטיפול תרופתי. גרורות – נדידתם של תאי סרטן מהגידול הראשוני לאיברים מרוחקים – אחראיות לכ-90% ממקרי המוות מסרטן. התפתחות של עמידות לתרופות היא תופעה שונה, שגם היא נפוצה וקטלנית מאוד.

ההסבר הנפוץ לתופעות אלו מושתת על העקרונות הדרוויניסטיים המוכרים: היווצרות אקראית של מוטציות בזמן חלוקת התאים הסרטניים וברירה טבעית המוכתבת על ידי הטיפול התרופתי ורקמות היעד של הגרורות. עם זאת, תצפיות אמפיריות רבות מאתגרות גישה זו, והטיפולים המושתתים עליה אינם מגדילים משמעותית את תוחלת ההישרדות של המטופל אלא רק בחודשיים-שלושה בממוצע.

כעת מציגים חוקרים בטכניון , במאמר בכתב העת iScience, תפיסה חדשה ושונה באשר לגרורות ולעמידות. על המאמר חתומים הדוקטורנטית אסיל שומר והמנחים פרופ’ נעמה ברנר (הפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון) ופרופ’ עמרי ברק (הפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט). השלושה גם חברים במרכז לרשתות ביולוגיות. עבודה זו היא המשך של מחקר תאורטי שפרסמה פרופ’ ברנר ב-2017 בכתב העת Nature Communications.

חוקרי הטכניון מתייחסים לסיבוכים האמורים – גרורות ועמידות – כאל מופע של תהליך למידה. בתהליך זה, הלומדים הם התאים הסרטניים עצמם והלמידה מסייעת להם להתגבר על העקה שבה הם מצויים כתוצאה מהטיפול התרופתי או מאופי הסביבה החדשה אליה הגיעו מהגידול הראשוני. למידה זו אינה מבוססת על תפקיד מוגדר של חלבונים או מסלולים ספציפיים אלא על רשת האינטראקציות ביניהם. היא מבוססת על ניסוי וטעייה ברמת הרשת המוגברים על ידי העקה. מאחר שהתא אינו מצויד ב”תוכנית מגירה” להתמודדות זו, הוא מבצע חיפוש-אפשרויות אקראי.

במאמרם מציעים החוקרים אנלוגיה בין תהליכי למידה במוח וברשתות מלאכותיות לבין התהליכים המתרחשים בתוך תא בודד ברמת הרשת. הם טוענים כי תורת הלמידה מספקת מסגרת מחשבתית וכלים מתמטיים לתיאור התופעה והבנתה ומראים כיצד מושגים מתורת הלמידה שופכים אור על תופעות בלתי מובנות בתהליכים סרטניים.

הקישור בין תהליכים ביולוגיים לתורת הלמידה הוא חלק מתפיסה חדשנית המתפתחת בשנים האחרונות במרכז לרשתות ביולוגיות בטכניון. תפיסה זו מתייחסת למערכות ביולוגיות כמערכות לומדות המסוגלות להגיב אד-הוק ולהסתגל על ידי אלתור תגובות חדשות נוכח אתגרים בלתי צפויים. ניסויים שערכו חוקרי המרכז בתאי שמר, תאי עצב, סינפסות, זבובים והידרה חשפו היבטים של מורכבות במערכות הללו: ריבוי סקאלות זמן, דינמיקה בממדים גבוהים, אינטראקציות בחוג סגור, ריבוי פתרונות ואי-הדירות מיקרוסקופית. כל אלה הן תופעות משותפות המאפיינות מגוון רחב של מערכות ביולוגיות – תופעות המהוות בסיס לתהליכי הסתגלות ואינן מובנות תאורטית די צורכן. במרכז חוקרים תכונות אלו של מערכות דינמיות מורכבות ומנסים, תוך שיתופי פעולה, לחבר תצפיות ניסיוניות לתאוריה המתפתחת בתחומי הבקרה והלמידה. במרכז חברים חוקרים מפקולטות שונות בטכניון: הנדסת חשמל, פיזיקה, רפואה והנדסה כימית.

המחקר נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע. במחקר הדוקטורט של אסיל שומר תומכת האקדמיה הישראלית למדעים באמצעות מלגת אדמס. שומר השלימה בטכניון תואר ראשון בהנדסה ביוכימית (הפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון) ואת שני התארים המתקדמים בהנחיית חברי סגל מהמרכז לרשתות ביולוגיות. את הדוקטורט היא עושה בהנחיית פרופ’ נעמה ברנר (הפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון) ופרופ’ עמרי ברק (הפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט).

למאמר ב- iScience לחצו כאן

 

איור - אילוסטרציה רעיונית של קרב השחמט בין התאים הסרטניים לתרופות האנטי-סרטניות. רוב התמותה ממחלת הסרטן קשורה להתפתחות עמידות בפני תרופות והיווצרות גרורות. בשני התהליכים, התאים הסרטניים מתמודדים עם אתגרים קשים וחדשים ועם עקה: מציאת מעקף לתרופה, או דרך להסתגל לרקמה זרה ועוינת. למרבה הצער, לעיתים קרובות התאים מצליחים להתגבר על אתגרים אלו. כיצד זה קורה? זהו תהליך מורכב, ובין השאר התאים עוברים תהליך של למידה, הכרוך בניסוי וטעייה, תוך חיפוש בין מספר רב של תצורות ומצבים פנימיים. התיאוריה של תורת הלמידה מהווה מסגרת מחשבתית ומתמטית להבנת תהליכים אלה. סקירה של הספרות העדכנית מראה כי מושגים יסודיים של תורת הלמידה מספקים הסבר לתוצאות שאינן מתאימות לתפיסה הרווחת. קישור תהליך החיפוש למודל מתמטי קונקרטי מדגים את היתכנותו. (איור: מעיין הראל)
איור – אילוסטרציה רעיונית של קרב השחמט בין התאים הסרטניים לתרופות האנטי-סרטניות. רוב התמותה ממחלת הסרטן קשורה להתפתחות עמידות בפני תרופות והיווצרות גרורות. בשני התהליכים, התאים הסרטניים מתמודדים עם אתגרים קשים וחדשים ועם עקה: מציאת מעקף לתרופה, או דרך להסתגל לרקמה זרה ועוינת. למרבה הצער, לעיתים קרובות התאים מצליחים להתגבר על אתגרים אלו. כיצד זה קורה? זהו תהליך מורכב, ובין השאר התאים עוברים תהליך של למידה, הכרוך בניסוי וטעייה, תוך חיפוש בין מספר רב של תצורות ומצבים פנימיים. התיאוריה של תורת הלמידה מהווה מסגרת מחשבתית ומתמטית להבנת תהליכים אלה. סקירה של הספרות העדכנית מראה כי מושגים יסודיים של תורת הלמידה מספקים הסבר לתוצאות שאינן מתאימות לתפיסה הרווחת. קישור תהליך החיפוש למודל מתמטי קונקרטי מדגים את היתכנותו. (איור: מעיין הראל)