מחבר: shlomi ben-oz

לרגל יום הסרטן הבינלאומי שיתקיים מחר

מחקר של פרופ’ יובל שקד מהטכניון מציג מתווה חדש לטיפולים בחולי סרטן – במאמר בכתב העת Nature Reviews מציג פרופ’ שקד דרכים חדשות לבלום את התפתחותה של עמידות לטיפול, הפוגעת ביעילותם של טיפולים קיימים בסרטן

מחקר של פרופ’ יובל שקד ראש המרכז המשולב לחקר הסרטן בפקולטה לרפואה ע״ש רפפורט בטכניון מציג דרכים חדשות לבלום את התפתחותה של עמידות לטיפול אנטי-סרטני – תופעה הפוגעת ביעילותם של טיפולים קיימים בסרטן. המחקר התפרסם לאחרונה בכתב העת היוקרתי Nature reviews. הרקע למאמר הנוכחי הוא האתגר הגדול שמציבה העמידות לטיפולים אנטי-סרטניים. אף ששלב הטיפול הראשוני בסרטן מצליח במקרים רבים, מטופלים רבים נפגעים מהתפתחותה של עמידות, המאופיינת בהתפרצות מחדש ו/או התפשטות של הגידול.

 

רוב המחקרים בסוגיית העמידות התמקדו עד כה בהתפתחותה של עמידות כתוצאה משינויים בגידול עצמו. רק בעשור האחרון בוחנת הקהילה המדעית והרפואית את “תרומתו” של החולה עצמו לעמידות זו. כיום יש ראיות לכך שטיפול בסרטן עשוי לחולל תגובות מקומיות ומערכתיות בגופו של החולה, ואלה תומכות דווקא בהתפרצותו-מחדש של הסרטן ובהתפשטותו.

המאמר שהתפרסם ב-Nature reviews דן בתהליכים אלה וחשוב מכך – מציג מתווה טיפולי שימנע את התפתחותה של עמידות לטיפול, וזאת בהתאם למגמה העולמית החשובה של רפואה מותאמת אישית.

פרופ’ יובל שקד הוא ראש המרכז המשולב לחקר הסרטן בפקולטה לרפואה ע״ש רפפורט בטכניון והיועץ המדעי הראשי של ONCOHOST – חברה הפועלת לתרגום מחקריו לשימוש קליני כדי לשפר את הטיפול בחולי סרטן.

כמה מתגליותיו של פרופ’ שקד בשנים האחרונות קשורות באחד האתגרים המורכבים ביותר בתחום הטיפול בסרטן: להבין מדוע הטיפול בסרטן עוזר רק לחלק מהחולים. האיגוד האמריקאי לאונקולוגיה קלינית (American society of clinical oncology) הגדיר את היכולת לנבא את תגובת המטופלים לטיפול כתחום מחקר בעדיפות עליונה.

מחקריו של שקד מתמקדים בניבוי מוקדם ככל האפשר של תגובת המטופל לטיפול האנטי-סרטני ובשיפור הטיפולים הקיימים. לדבריו, “טיפולים כימותרפיים, טיפולים ביולוגיים ממוקדי-מטרה וגם טיפולים אימונותרפיים עשו מהפיכה עצומה בתחום הטיפול בסרטן, והם יעילים במקרים רבים הן בפגיעה בגידול הראשוני והן בטיפול בגרורות סרטניות. עם זאת, למרות ההתקדמות הניכרת בטיפול בסרטן, רוב המטופלים אינם מגיבים לטיפול בכלל או משלב מסוים. ללא יכולת לנבא את יעילות הטיפול, רבים מהם סובלים מהישנות של המחלה, המתפרצת לפעמים אפילו באלימות גדולה יותר. לאורך השנים רבים חקרו וחוקרים את השפעת הטיפול על הגידול עצמו אבל בודדים ניתחו את השפעת הטיפול על החולה עצמו. ממחקריו של שקד עולה כי ניבוי של תגובת הגוף לטיפול (host response) עשויה לשפר משמעותית את הטיפול בחולה”.

תופעה זו של תגובת הגוף לטיפול נחקרה בעבר על ידי פרופ’ שקד בעיקר בהקשר של טיפולים כימותרפיים, הפוגעים לא רק בתאים הסרטניים אלא גם בתאים בריאים בגוף; עם זאת, בסדרת מאמרים מהשנים האחרונות, מצא פרופ’ שקד כי תגובה זו מתקיימת כמעט בכל טיפול אנטי-סרטני קיים, לרבות טיפולים מתקדמים ובהם טיפול ביולוגי וטיפול אימונותרפיה. תגובת הגוף לטיפול כוללת ייצור של משאבים כגון חלבונים ושחרור מוגבר של פקטורי גדילה – תהליכים המגוננים על הגידול ומאפשרים לו להתלקח מחדש ולשלוח גרורות.

“חשוב לי שלא ישתמע שהטיפולים הקיימים אינם טובים,” מדגיש פרופ’ שקד. “הם פשוט לא מתאימים לכולם. כאמור, כל טיפול גורר host response, וכאשר תגובה זו גוברת על האפקט הטיפולי נקבל טיפול לא יעיל. כדי שהטיפול יהיה יעיל ברמת החולה הספציפי חשוב לנבא את אותה תגובת נגד ולנסות לחסום אותה. כך נרוויח טיפול יעיל הרבה יותר.”

המגמה הכוללת של עולם הרפואה כיום היא רפואה אישית – גישה המתאימה את הטיפול הספציפי האופטימלי לחולה. רפואה מותאמת אישית קיימת כיום הלכה למעשה אבל עדיין מוגבלת מאוד ביכולותיה. “כדי לשפר את הרפואה האישית עלינו להבין באופן מעמיק את מנגנוני המחלה ולתכנן את הטיפול האופטימלי בחולה. בהקשר הסרטני, הרפואה האישית מאפשרת לנו לא רק להתאים תרופה לגידול אלא גם להרכיב שילוב תרופות ייעודי – קוקטייל שלא מתבסס על ניסיון אמפירי אלא על הבנה של תהליכים ביולוגיים בגוף, שהטיפול מעורר.”

מחקריו של פרופ’ שקד כבר הדגימו את האפקטיביות של טיפולים אנטי-סרטניים המבוססים על שילוב נכון של תרופות ועשויים להוות בסיס טוב לרפואה מותאמת אישית בטיפולים שונים. “לאימונותרפיה – אחת הגישות החשובות והאפקטיביות ביותר כיום בתחום הסרטן – מגיבים כיום רק כ- 20% מהמטופלים. באמצעות בדיקת דם באפשרותנו לנבא את תגובת הגוף לטיפול האימונותרפי ולבצע טיפול כזה רק במטופלים שבהם צפוי הטיפול להיות יעיל. על סמך המחקר הנוכחי נוכל בעתיד להציע טיפולים משולבים כדי להגביר את האפקטיביות של הטיפול או לאפשר לחולים שכיום אינם מגיבים לתרופות האימונותרפיות להגיב להן. זאת מהפכה עצומה שעלינו לקדם לא רק במחקר אלא גם במסחורו של המחקר לטיפולים ממשיים. רק כך נוכל לתרום להצלת חיים.”

כיום עורכת החברה ניסויים קליניים שבהם היא מודדת את תגובת הגוף לטיפול בחולים ומנבאת את האפקטיביות של הטיפול. ONCOHOST גם מחפשת דרכים לשילוב טיפולים שונים כדי להגביר את יעילות הטיפול. “בזכות החברה שהקמנו כבר הגענו לניסויים קליניים בישראל, ובעתיד הקרוב נקיים ניסויים גם באנגליה ובארצות הברית, בדרך להפיכתן של התגליות האמורות לדיאגנוסטיקה נכונה ולטיפול רפואי חדשני. המעבר מהידע הבסיסי במעבדה למיטת החולה חייב לעבור שלבים רבים של היתכנות, רגולציה ובדיקת יעילות הטיפול. פעולות אלו לא נעשות במעבדה אלא בעיקר על ידי חברות התרופות, שבכוחן לקחת את הממצאים המדעיים לכדי מימוש קליני בחולים. על פי הניסויים הקליניים אנחנו מעריכים כי באבחון על סמך בדיקת דם פשוטה נוכל לספק לחולה מידע מעודכן על יעילותו הצפויה של הטיפול שהוא מקבל ועל האפשרויות לשנותו כדי לשפר את התוצאות.”

למאמר בכתב העת  Nature reviews לחצו כאן

ארטיום שטפן, ולודימיר פולוסוחין ויבגני ז’לטוניז’סקי סטודנטים מהפקולטה למדעי המחשב זכו במדליית הארד בתחרות SWERC

צוות סטודנטים מהפקולטה למדעי המחשב זכה במדליית ארד בתחרות תכנות בין-לאומית שהתקיימה השבוע בפריז. חברי הקבוצה ארטיום שטפן, ולודימיר פולוסוחין ויבגני ז’לטוניז’סקי דורגו במקום ה-11 מתוך 95 הצוותים שהשתתפו בתחרות. קבוצה נוספת מהפקולטה – מיכאל זלוזיאצקי, רוי ג’אנג, ורון הירש – דורגה  במקום ה-47. הקבוצות מהטכניון זוכות בתמיכה כספית של גוגל ומיקרוסופט.

תחרות ICPC נוסדה בשנת 1970, ומשתתפות בה אלפי קבוצות מכל העולם. השלבים המוקדמים של התחרות נערכים לפי אזורים גאוגרפיים. מדינת ישראל משויכת לדרום מערב אירופה, איזור הכולל את ספרד, פורטוגל, צרפת, שוויץ ואיטליה. התחרות באיזור זה נקראת SWERC, והפעם היא אורגנה על ידי המכון הפוליטכני בפריז והשתתפו בה 95 צוותים. בתחרות, שנמשכת 5 שעות, נדרשת כל קבוצה לפתור כ-10 בעיות אלגוריתמיות בתחומי המתמטיקה ומדעי המחשב. בכל קבוצה חברים שלושה סטודנטים.

את הקבוצות הטכניוניות ליוו והכינו פרופ’ גיל ברקת, העוסק בכך כבר 14 שנה, והדוקטורנטים נופר כרמלי וגיל בן שחר. הקבוצות שיצאו לתחרות נבחרו מתוך תלמידי הקורס “תכנות תחרותי” שהועבר בשנה שעברה על ידי המתרגלים כרמלי ובן שחר בהנחייתו האקדמית של פרופ’ ברקת.  הם נבחרו על סמך תחרות התכנות השנתית המתקיימת בפקולטה למדעי המחשב בסוף סמסטר ב’.

לדברי הסטודנט ולודימיר פולוסוחין, “זה כבוד גדול לייצג את הטכניון בתחרות בפריז, ואני גאה להיות חבר בקבוצה שזכתה השנה במדליית ארד בהנחייתם של נופר, גיל וגיל.”

לדברי פרופ’ ברקת, “כל קבוצה מקבלת בתחרות בעיות שהן בעצם סיפורים ארוכים שמאחוריהם מסתתרות בעיות מתמטיות ואלגוריתמיות. חברי הקבוצה נדרשים להבין ולפתור את הבעיות באמצעות ידע רחב, הן תיאורטי והן מעשי, במתמטיקה ובמדעי המחשב. חשוב לציין שזו תחרות קבוצתית, ולכן יש חשיבות רבה לתקשורת הבין-אישית ולחלוקת התפקידים בביצוע המשימה. לכן הזכייה במדליית הארד מעידה לא רק על הבנה מתמטית עמוקה ועל מיומנות גבוהה בתכנות אלגוריתמים, אלא גם על יכולות גבוהות מאוד של שיתוף פעולה.”

26 חברי סגל חדשים הצטרפו השנה לפקולטות הטכניון השונות ולצדם 63 רופאים שהצטרפו לפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט כחברי סגל אקדמי (צוות בתי חולים). אלה האחרונים יעסקו בהוראה ובמחקר בפקולטה לרפואה בנוסף לתפקידיהם בבתי החולים. רוב חברי הסגל החדשים רכשו את השכלתם האקדמית בטכניון. גילם הממוצע 40, וכשליש מהם נשים. תחומי המחקר שלהם רבים ומגוונים: טיהור מים, רפואת שינה, למידה ממוחשבת, אינטראקציה בין גלים לחלקיקים, שימוש בנתוני עתק (Big Data) באקלים ובסביבה, היווצרות חלבונים, טיפולים חדשניים באלצהיימר ובפרקינסון, רובוטים בשירות האדם, חומרים אמורפיים, גיאומטריה קמורה, למידה מקוונת, אלגברה קוונטית, גנומיקה חישובית בסרטן, בקרה גנטית, זרימה, רפואת כאב וטכנולוגיות לשיקום השמיעה.

נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון אמר לחברי הסגל החדשים כי “ייחודו של הטכניון בהיותו אוניברסיטה שהשפיעה יותר מכל אוניברסיטה אחרת בעולם על המדינה בה היא נמצאת, וזאת בהיותו מוסד הפועל מתוך שליחות לאומית. אתגרי המאה ה-21 רבים ומורכבים, ונוכל להתמודד עמם רק ברמה המולטי-דיסציפלינרית תוך שבירת החומות – התכה של תחומי מחקר שונים זה לזה, מבלי לאבד את ההתמקצעות הספציפיות. אחת הדרכים לכך היא הקמה של מרכזים רב תחומיים שיחברו את ההנדסה למדעי החיים ויגשרו בין תחומי הנדסה שונים.”

פרופ’ סיון הוסיף כי הוא מצפה מחברי הסגל בטכניון להיות לא רק חוקרים מהשורה הראשונה ומורים מעולים, אלא גם מנהיגים שיובילו את סדר היום הלאומי והעולמי. זאת “מתוך שליחות לאומית וכחלק ממיצובו של הטכניון כמגדלור של מצוינות, פלורליזם, יושרה ומוסר.”

פרופ’ שמעון מרום, המשנה לנשיא לעניינים אקדמיים, דיבר על המשא המונח על כתפי חברי הסגל, “במיוחד בימים שבהם אמת ודיוק אינם נר לרגליהם של רבים. שימרו על העצמאות האינטלקטואלית שלכם, טלו סיכון, לכו למקומות שאחרים לא חקרו, חפשו אמת, היצמדו אליה, הפיצו אותה. שימרו על המוסד היפה והצנוע הזה, שימרו על המצע והשורשים מהם הוא יונק את ייחודו, מצע ושורשים שמהם נבטו דורות של חברות וחברי סגל שהביאו כבוד רב למדינת ישראל.״

“אנחנו שואפים לקדם את המחקר הבסיסי וכן את יישומיו,” אמר לחברי הסגל החדשים פרופ’ קובי רובינשטיין, המשנה לנשיא למחקר, ” לחוקרי הטכניון קשרי מחקר עם התעשייה ועם חוקרים מכל העולם. למעשה, לחוקרי הטכניון יש הצלחה פנומנלית בזכייה במענקים התחרותיים של האיחוד האירופי (מענקי ERC).”

חברי הסגל החדשים הם ד”ר יובל דגן (הפקולטה להנדסת אוירונוטיקה וחלל), ד”ר אנדרי אלסטר (הפקולטה להנדסת תעשייה וניהול), ד”ר נוי כהן (הפקולטה למדע והנדסה של חומרים), ד”ר אור אלכסנדרוביץ (הפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים), ד”ר אסף בסטר, ד”ר אילה שיבר (הפקולטה לביולוגיה),ד”ר שאדי פרח (הפקולטה להנדסה כימית), ד”ר רזי אפשטיין, ד”ר רוני פן (הפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית), ד”ר יואכים בהר, ד”ר מוטי פרימן (הפקולטה להנדסה ביורפואית) פרופ”ח עדו רול (פקולטה לחינוך מדע וטכנולוגיה), ד”ר דנה דרקסלר כהן, ד”ר אביב תמר, ד”ר כפיר יהודה לוי (הפקולטה להנדסת חשמל), ד”ר יקיר ויזל, ד”ר אורן זלצמן, ד”ר שאול אלמגור (הפקולטה למדעי המחשב), ד”ר דניאל הקסנר (הפקולטה להנדסת מכונות), ד”ר לירן רותם, ד”ר מקסים גורביץ’ (הפקולטה למתמטיקה), ד”ר יותם שורק, ד”ר מיכאל קרוגר, ד”ר אנה פרישמן (הפקולטה לפיזיקה), ד”ר קרן יצחק וד”ר אלה פרגר בן נון (הפקולטה לרפואה).

נשיא ארמניה ד”ר ארמן סרקיסיאן ביקר בתחילת השבוע (א’) בטכניון ונפגש עם נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון, המשנה הבכיר לנשיא פרופ’ עודד רבינוביץ ועם דיקן לימודי הסמכה פרופ’ חוסאם חאיק

נשיא ארמניה הגיע לישראל, בהזמנת נשיא המדינה ראובן ריבלין, לכבוד פורום השואה הבינלאומי לציון יום השנה ה-75 לשחרור מחנה ההשמדה אושוויץ-בירקנאו ויום הזיכרון הבינלאומי לקורבנות השואה. בביקורו בטכניון נלוו לנשיא נציגי משרד החוץ ובראשם שגריר ישראל בארמניה אלי בלוטסרובסקי.

[su_image_carousel source=”media: 38387,38386,38383,38385″ slides_style=”minimal” crop=”none” align=”center” captions=”yes” autoplay=”3″]

“הטכניון הוא אחת האוניברסיטאות המובילות בעולם,” אמר ד”ר סרקיסיאן, דוקטור בפיזיקה בהכשרתו, “ומאחר שביקרתי כאן לפני כ-30 שנה אני יכול להעיד שהטכניון התפתח באופן מרשים מאוד. זו אוניברסיטה טכנולוגית מעולה הפועלת במודל של המאה ה-21 – חיבור בין-תחומי של מדעים, טכנולוגיה והנדסה – והייתי רוצה מאוד לראות אוניברסיטה כזו אצלנו בארמניה.”

במסגרת הביקור נשא ד”ר סרקיסיאן הרצאה בפני מאות סטודנטים, עובדים וחברי סגל בנושא “גאופוליטיקה בעידן של אינטליגנציה מלאכותית” וקיבל מנשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון את מדליית הטכניון – אות ההוקרה הגבוה ביותר של הטכניון.

נשיא הטכניון פרופ’ סיון אמר לאורח כי “המוסדות האקדמיים בכל העולם מתמודדים עם שטף המידע העצום המאפיין את תקופתנו, ואוניברסיטה שמבקשת לשמור על רלוונטיות חייבת להמציא את עצמה מחדש. אין לי ספק שבתחום הזה, ובתחומים אחרים, נוכל ללמוד הרבה זה מזה.”

“באתי לדבר על הבינה המלאכותית והשפעתה,” אמר ד”ר סרקיסיאן בהרצאתו, “אולם ברור שעדיין איננו יודעים היטב לאן היא תוביל אותנו, ואי-וודאות זה מלחיץ רבים. חשוב מאוד שנקפיד על שימוש נכון בבינה מלאכותית, שימוש שימנע אירועים איומים כמו אלה שקרו לעם היהודי ולעם הארמני. העולם העתידי יהיה עתיר טכנולוגיה, והמושגים שאנו מכירים בו כיום כבר לא יהיו רלוונטיים. עלינו לחשוב על דרכים חדשות לחינוך הדור הצעיר שכבר היום חי בשתי מציאויות מקבילות – היומיומית והוירטואלית וכצרכן אדיר של מידע יזדקק לדרכי לימוד וחינוך חדשות.”

“מהפכת הבינה המלאכותית דומה בהיבטים רבים למהפכת המכניקה הקוונטית שהתרחשה לפני מאה שנה. באותה תקופה חשבנו שהפיזיקה הושלמה, שהמדע הניוטוני הוא סוף פסוק, אבל איינשטיין הבהיר לנו שטעינו וגם נתן לנו כלים להיחלץ מהמקום שבו נתקענו. גילוי המכניקה הקוונטית פתח צוהר לתגליות עצומות: גילוי החלל, טכנולוגיות חדשות לגמרי, וגם, לצערי פצצת האטום.

“כיום החיים שלנו קוונטיים. אנחנו מתקשרים בינינו במהירות האור, וגם העולם העסקי פועל במהירות דומה ובדפוס קוונטי. כולנו מחוברים, וגם בפוליטיקה זה ניכר – השליטים מתקשרים עם האזרחים באופן מהיר ומיידי, ומהפכות יכולות להתפרץ בזמן קצר מאוד. למרבה הצער גם מגיפות מתפשטות בדפוס קוונטי, כפי שראינו בימים האחרונים. אם פעם התפשטו מגיפות במהירות של דהירת סוסים או של שיט ספינה, כיום יכולה המגפה לעבור מיבשת ליבשת תוך יממה אחת.

“הבינה המלאכותית תשנה את חיינו בכל היבט אפשרי – גנומיקה, בריאות, תעשייה, פוליטיקה, תעסוקה ועוד. עלינו לזכור תמיד את הערכים האנושיים הבסיסיים שהם הדברים החשובים באמת: האהבה, הכבוד והיושר. אם נאבד אותם נישאר עם בינה מלאכותית, ללא בינה טבעית, וחיינו יהיו גיהנום.”

בנוסף, נפגש הנשיא הארמני עם סטודנטים ועובדי טכניון שעלו מארמניה, אשר קיבלו אותו בהתרגשות רבה.

ב-24 בינואר, מציינים בעולם את יום השנה ה-55 למותו של סר ווינסטון צ’רצ’יל. צ’רצ’יל נפטר בגיל 91 ונקבר בכנסיית סנט מרטין בכפר בליידון. טקס הלווייתו היה לאחד מכינוסי המדינאים הגדולים בהיסטוריה. לטכניון היה קשר מיוחד עם סר ווינסטון צ’רצ’יל, ואולם הכנסים המרכזי והגדול ביותר בקמפוס נקרא על שמו.

רגע היסטורי על סר ווינסטון צ’רצ’יל, הטכניון ואולם צ’רצ’יל

ראש ממשלת בריטניה סר ווינסטון צ’רצ’יל קיים קשר הדוק וחם עם הטכניון, וצאצאיו המשיכו בכך. ב-1955 ביקר בטכניון בנו רנדולף צ’רצ’יל וחתם על מגילת היסוד של אבן הפינה לבניין צ’רצ’יל. הוא הביא עמו מסר מאביו: “הנני מצטער צער רב על שנבצר ממני להיות נוכח בפתיחת בניין העצרת החדש בטכניון… על פיתוח ההישגים הטכנולוגיים של ארצכם הנכם ראויים לשבח.”

בארכיון הטכניון נמצאו שני מכתבים רשמיים מסר ווינסטון צ’רצ’יל להנהלת הטכניון. במכתב הראשון, מ-20 בנובמבר 1954, מודה ראש ממשלת בריטניה להנהלת הטכניון “על ההחלטה לקרוא על שמי שני בניינים בקמפוס החדש ועל כך ששמי יקושר עם המאמצים המוקדשים לפיתוח ידע ולרווחת האדם.” הוא מציין כי הטכניון חיוני לשגשוגה העתידי של מדינת ישראל וכי שגשוג זה יועיל בהכרח לארצות אחרות. “ישראל אינה חסרה אנשי מקצוע, מדענים ואומנים מיומנים, אולם גם הם אינם יכולים לפתור לבדם את כל בעיותיה הכלכליות של ישראל. דרושים לה גם טכנאים ועובדי כפיים שיבנו ערים ומפעלים ויפריחו את מדבר השממה.”

במכתב השני, מחודש מאי 1958, מתנצל סר ווינסטון צ’רצ’יל, שכבר היה אדם פרטי, על שנבצר ממנו לבקר בטכניון. “כציוני מזה שנים רבות אני עוקב בהנאה ובהערצה אחר צמיחתה של מדינת ישראל… אני מתפלל כי מאמציכם יוכתרו בהצלחה… לטובת כל העמים במזרח התיכון.” את מקומו בטקס מילאה בתו שרה צ’רצ’יל, שהשתתפה בטקס חנוכת אולם צ’רצ’יל בטכניון. חודשיים לאחר מכן, ב-3 ביולי 1958, מסר סר ווינסטון צ’רצ’יל עצמו, במשכנו בלונדון, את המפתח לאולם בטכניון לשגריר ישראל בבריטניה דאז אליהו אילת.

גם נכדו של צ’רצ’יל, ווינסטון ספנסר צ’רצ’יל, ביקר בטכניון ואף היה שותף בשיקום בניין צ’רצ’יל לאחר שנפגע בשריפה בשנת 1979.

פרופ’ חוסאם חאיק, דיקן לימודי הסמכה וחבר סגל בפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון הוזמן לקבלת הפנים החגיגית שנערכה לכבוד הנסיך צ’ארלס בבית השגריר הבריטי ברמת גן.
בפגישתם הציג פרופ’ חאיק לנסיך מווילס את SniffPhone – מערכת לאבחון מחלות על סמך הבל הפה. המערכת מאפשרת אבחון מהיר, פשוט, זול, מדויק ולא פולשני של סרטן מסוגים שונים ושל 17 מחלות אחרות ובהן מחלות ריאות ומחלות נוירודגנרטיביות. ל- SniffPhone יתרונות רבים על שיטות האבחון הקיימות – זהו התקן נוח ולא מכאיב, המהווה אלטרנטיבה ידידותית וזולה שתשרת צוותים רפואיים.

 

חוקרים בטכניון הפכו תא חיידקי למחשב ביולוגי המנטר חומרים מסוכנים

חוקרים בטכניון מציגים פיתוח הנדסי חסר תקדים: מחשב ביולוגי מורכב שנבנה בתוך תא חיידקי ומסוגל לנטר חומרים שונים בסביבה. המחשב מזהה ומדווח על חומרים רעילים ואחרים, ובשלב הבא תיבחן יכולתו להתריע על דימומים בגוף האדם. מחקרם של הדוקטורנטית נטלי ברגר ופרופ’-משנה ראמז דניאל, ראש המעבדה לביולוגיה סינטטית בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון, התפרסם ב-4 בנובמבר ב-NAR, או בשמו המלא Nucleic Acids Research.

[su_image_carousel source=”media: 38364,38363″ slides_style=”minimal” crop=”16:9″ align=”center” captions=”yes” autoplay=”3″]

בעשור האחרון הולכות ונופלות החומות שבין ההנדסה למדעי החיים, ומהמפגש בין שתי הדיסציפלינות השונות נולד מדע חדש: ביולוגיה סינתטית. הביולוגיה הסינתטית מכניסה את ההנדסה לתוך הביולוגיה, מאפשרת לנו לתכנן ולבנות מערכות ביולוגיות שאינן קיימות בטבע ומספקת לנו ארגז כלים חדשני לתכנות-מחדש של הקוד הגנטי ביצורים חיים ובהם האדם.

במאמרם ב-NAR מציגים חוקרי הטכניון ארגון-מחדש של המבנה הגנטי של לוציפראז חיידקי – אנזים המניע בחיידק תגובה ביוכימית המתבטאת בפליטת אור. לדברי פרופ’-משנה ראמז, “על סמך המבנה הגנטי של החלבונים המעורבים ביצירת האור בנינו בעצם מחשב ביולוגי בתוך תא חי. במחשב הזה, כמו במחשבים רגילים, פועלים מעגלים המבצעים חישובים מורכבים, רק שכאן אלה מעגלים גנטיים ולא אלקטרוניים.”

לוציפרז מקודד בחמישה גנים ידועים האחראים ליצירת האור בתא החיידקי. על ידי פיצול המבנה הטבעי של הלוציפראז יצרו החוקרים מעגלים גנטיים שונים והחדירו אותם לתאים של חיידק אי-קולי. התוצאה: החיידקים המהונדסים משדרים סיגנלים כתוצאה של פעולה חישובית בתוך התא, וכך משמשים כחיישנים (ביוסנסורים) חכמים – כלים אנליטיים לניטור ולכימות של זיהומים סביבתיים וחומרים רעילים ואחרים.

פרופ’-משנה ראמז והדוקטורנטית נטלי ברגר מסבירים כי “כיום כבר קיימים התקנים דומים בחיידקים, אבל הם מבוססים על המערכת הקיימת (לוציפראז) כפי שהיא. אנחנו, לעומת זאת, הרכבנו מחדש את המערכת כך שתפעל באופן הרצוי לנו ותאתר את החומרים, ואת שילובי החומרים, שמעניינים את המשתמש. יותר מכך, המערכת שלנו מסוגלת להתמודד עם קלט מרובה, כלומר עם חומרים שונים בעת ובעונה אחת. את הבעיה שעמדה לפנינו – זיהוי מדויק של קלט – קשה לפתור בשלב המדידות או אחריו, והפתרון האופטימלי טמון ברמה התוך-תאית.”

היישום הראשון של המערכת החדשנית נבדק, ופעל בהצלחה, בניטור חומצה נלידיקסית – חומר מסוכן הפוגע בדי-אן-איי ומניע תהליכים סרטניים. בשלב הבא יבחנו החוקרים את האפשרות לתכנת את התא החיידקי כך שיתריע על דימומים בגוף האדם.

“המחקר שלנו לוקח את הביולוגיה הסינתטית צעד אחד קדימה והופך את הביולוגיה למדע מדויק ומתוכנן,” מסכם פרופ’-משנה דניאל. “העולם בכלל, והטכניון בפרט, פועלים כיום להידוק הממשק בין מדעי החיים וההנדסה. במחקר הנוכחי פיתחנו ביו-מחשב מורכב, כלומר מערכת ביולוגית מתוכנתת הממלאת משימות מורכבות. למעשה אנחנו מציגים כאן אורגניזם חדש, או מחודש, שלא נוצר בתהליך אבולוציוני רגיל אלא בתהליך הנדסי מתוכנן.”

פרופ’-משנה ראמז דניאל השלים תואר ראשון בפקולטה להנדסת חשמל ע”ש ויטרבי בטכניון ותואר שני בהנדסת אלקטרוניקה וחשמל באוניברסיטת תל אביב, שאחריו יצא לתעשייה. לאחר שמונה שנות עבודה בטאואר ג’ז הוא יצא לדוקטורט ואחריו פוסט-דוקטורט ב-MIT, שם בנה את המחשב הביולוגי הראשון בתוך חיידק. מאז שנת 2014 הוא עומד בראש המעבדה לביולוגיה סינתטית בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון.

נטלי ברגר השלימה תואר ראשון ושני בפקולטה להנדסת סביבתית בטכניון, והשנה היא צפויה להשלים את התואר השלישי בפקולטה להנדסה ביו-רפואית.

הטכניון קיים בשבוע שעבר בפעם השלישית את יום המחקר למשתלמים ע”ש ג’ייקובס. האירוע, שבו מציגים סטודנטים לתארים מתקדמים את מחקריהם, נערך במסגרת בית הספר לתארים מתקדמים ע”ש אירווין וג’ואן ג’ייקובס

[su_image_carousel source=”media: 38331,38332,38334,38333″ slides_style=”minimal” crop=”16:9″ align=”center” captions=”yes” autoplay=”3″]

42 דוקטורנטים ו-16 מגיסטרים, שנבחרו בימי מחקר פקולטיים מוקדמים, הציגו מגוון רחב של מחקרים. שני צוותי שיפוט, אחד לדוקטורנטים ואחד למגיסטרים, בחן את הפוסטרים ובחר את הזוכים.

בקטגוריית הדוקטורנטים זכה במקום הראשון דוד קייסר מהתוכנית הבין-יחידתית לאנרגיה על עבודתו בנושא “טורבינת רוח מבוססת עילוי דינמי” בהנחיית פרופ’ דוד גרינבלט. לדברי חבר השופטים, בעבודה זו “מוצעות בפעם הראשונה טורבינות לסביבה אורבנית, שאפשר להציב על גגות; הן זולות, שקטות ויעילות בהרבה מאלה הקיימות”.

במקום השני זכה עומר אדיר מהתוכנית הבין-יחידתית לננו-מדעים וננו-טכנולוגיה (RBNI), המפתח בהנחיית פרופ”ח אבי שרודר מודל להפקת תאים סינתטיים המפעילים תאים אחרים באמצעות אור.

במקום השלישי זכתה הדיל ח’מיס מהפקולטה לפיזיקה, בהנחיית פרופ”ח אריאל קפלן, על מדידה של תנועת נוקלאוזומים על די-אן-איי ברמת הנוקלאוזום הבודד.

בציון לשבח זכה תם שקד מהפקולטה לארכיטקטורה על עבודתו בהנחיית פרופ”ח אהרון שפרכר: פיתוח כלי רובוטי לסיתות אבן.

בתואר חביב הקהל זכה ליאור לוי מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון על

פיתוח מערכת ננומטרית א-תאית עבור אימונותרפיה של סרטן בהנחיית פרופ’ מרסל מחלוף.

בקטגוריית המגיסטרים  זכה במקום הראשון פבל ליפשיץ מהפקולטה להנדסת חשמל ע”ש ויטרבי, על עבודתו בנושא פריצה למכשירים סלולריים באמצעות הסוללה שלהם בהנחיית פרופ”ח מרק זילברשטיין ופרופ”ח רונן טלמון. ועדת השיפוט ציינה כי “התרשמה מהתגלית החדשנית והתרומה לחברה ולקהילה הכלל עולמית במציאת פרצות אבטחה הנובעות מסוללות במכשירים חכמים”.

במקום השני זכה מוחמד סלימאן מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים, על עבודתו “אלקטרוניקה קוונטית גמישה” בהנחיית ד”ר יכין עברי.

במקום השלישי זכו שניים: דינה מוחא מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון, בהנחיית ד”ר עומר יחזקאלי: מערכות פוטואלקטרוכימיות מבוססות אנזימיים המשמשות לתהליכים פוטוביוקטליטיים; וצבר דולב מהפקולטה להנדסת מכונות, על עבודתו בהנחיית פרופ’ ענת פישר: מיצוי מידות מסריקות תלת-ממדיות של יד לתכנון ומידול פרוטזת-יד באמצעות למידה עמוקה.

בתואר חביב הקהל זכתה גל חן מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון, בהנחיית פרופ”ח אבי שרודר: שימוש בתאים מלאכותיים ברקמות פגועות כדי לעודד היווצרות כלי דם חדשים.

חוקרים בטכניון ובקריה הרפואית רמב”ם ועמיתיהם ב UHN– בית החולים המחקרי הגדול בקנדה – הצליחו להפיק במעבדה רקמות לב תלת-ממדיות מהונדסות מתאי גזע אנושיים מושרים. הרקמות, המדמות רקמות לב עלייתיות וחדריות, ישמשו בטווח הקרוב להתאמה אישית של תרופות למטופלי לב ולפיתוח תרופות חדשות עבורם. בעתיד הרחוק יותר צפויה הטכנולוגיה החדשה לשמש בייצור שתלים לאזורים פגועים בעליות הלב ובחדרים.

[su_image_carousel source=”media: 38288,38289,38287,38290″ slides_style=”minimal” crop=”16:9″ align=”center” captions=”yes” autoplay=”3″]

להדגמת הפוטנציאל הטמון במודלים אלה פיתחו החוקרים מודל של הפרעת קצב ברקמה עלייתית. המודל מדמה את הפרעת הקצב השכיחה ביותר – פרפור עליות – ומאפשר לבחון את השפעתן של תרופות רלוונטיות במניעת הפרעת הקצב או בהפסקתה לאחר שכבר התפתחה.

את המחקר שהתפרסם לאחרונה ב- Nature Communication הובילו פרופ’ ליאור גפשטיין, ראש מעבדת סוניס לאלקטרופיזיולוגיה של הלב ולרפואה רגנרטיבית בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט ומנהל מערך הלב בקריה הרפואית רמב”ם, והדוקטורנטית עידית גולדפרכט. העבודה נעשתה במסגרת שיתוף פעולה המחקרי בין הטכניון ואוניברסיטת UHN בטורונטו, ובאופן ספציפי עם מעבדתו של פרופ’ גורדון קלר.

ההישגים העיקריים המוצגים במאמר הנוכחי הם:

ראשית, אם בשלב קודם הציגה קבוצת המחקר התקדמות מיצירת תאי לב בודדים מתאי גזע מושרים של מטופלים  ליצירת רקמה דו-ממדית, הרי שכעת הושג מעבר לרקמה תלת-ממדית.

שנית, במחקר הנוכחי מדדו החוקרים הן  את הפעילות החשמלית של רקמת הלב המתקבלת באמצעות מערכת מיוחדת והן את הכוח המכני שהמערכת מייצרת – משתנה קריטי המשפיע באופן משמעותי על פעילותו התקינה של הלב.

שלישית, אם בעבר הצליחה הקבוצה לייצר רקמה שהיא “שעטנז” של תאי לב שונים, כאן הצליחו החוקרים לייצר לחוד תאי עליה ותאי חדר – שני סוגי תאי שריר לב (קרדיומיוציטים) שהם קריטיים לתפקוד הלב אך פועלים באופן שונה.

“ההפרדה בין שני סוגי התאים,” מסביר פרופ’ גפשטיין, “חשובה משום שתרופות המשפרות את תפקוד תאי העלייה, וכך מונעות הפרעות קצב עלייתיות, עלולות להזיק לתפקוד תאי החדר ואף לעורר הפרעות קצב חדריות. לדוגמה, בפרפור עליות – הפרעת הקצב השכיחה ביותר, האחראית ליותר מרבע ממקרי השבץ המוחי – אנחנו רוצים להשפיע באמצעות תרופות רק על הפעילות החשמלית של תאי העלייה מבלי לפגוע בתפקוד הרקמה החדרית. כעת, כשאנחנו יכולים לייצר בנפרד תאי עליה ותאי חדר, נוכל לבדוק כל תרופה על כל אחד מסוגי התא לחוד.

הכלים המחקריים הייחודיים שפותחו במחקר הנוכחי – רקמות עליה ורקמות חדר מהונדסות, ושיטות חדשניות לחקור אותן – עשויים לחולל מהפכה בתחום פיתוח התרופות וכן ביכולת להתאים תרופות באופן אישי לחולה שממנו הופקה הרקמה (רפואה מותאמת אישית). בטווח הרחוק, מקווה פרופ’ גפשטיין, “נוכל להשתמש בשיטות דומות כדי לייצר גם רקמות לב שישמשו להשתלות בחולי לב. רקמות אלה ייקלטו היטב משום שהן מבוססות על המאפיינים הגנטיים של המטופל עצמו ולא של תורם זר.”

המאמר הנוכחי משלים מחקר קודם ממעבדתו של פרופ’ גפשטיין, שהתפרסם לאחרונה בעיתון הקרדיולוגי המוביל Journal of The American College of Cardiology. באותו מאמר תואר מודל ייחודי דו-מימדי של רקמת לב ממקור תאי גזע אנושיים, המאפשר לחקור הפרעות קצב במחלות גנטיות. בעבודה זו, שבוצעה על ידי ד”ר ראמי שינואי ונעים שאהין מקבוצת המחקר של פרופ’ גפשטיין, נעשה שימוש במודל האמור לחקר תסמונת גנטית מסוכנת בשם תסמונת ה-QT המקוצר. תסמונת זו עלולה להוביל למגוון הפרעות קצב ואף למוות פתאומי במטופלים צעירים. המודל שהציגה קבוצתו של פרופ’ גפשטיין מאפשר לשחזר ולחקור את הפרעת הקצב הנוצרת, לבחון במעבדה טיפולים שונים ולבחור מראש את הטיפול האופטימלי עבור המטופל הספציפי. עבודה זו גם הדגימה אפשרות להשתמש בעריכה גנטית (CRISPR) לתיקון המוטציה המובילה להפרעת הקצב.

המודלים המהונדסים הדו-ממדיים והתלת-ממדיים המתוארים בשני מאמרים אלה מבוססים על יצירת תאי לב בטכנולוגיית תאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים (human induced pluripotent stem cells, hiPSCs). טכנולוגיה זו פותחה בראשיתה על ידי החוקר היפני שינייה יאמנקה, חתן פרס נובל ברפואה לשנת 2012. אחד מיתרונותיה הבולטים של טכנולוגיה זו הוא האפשרות לייצר תאים ורקמות להשתלה מתאי גופו של המטופל עצמו – מה שמונע את בעיית הדחייה, האופיינית להשתלה של תאים שמקורם באדם אחר. התהליך, בתיאור פשטני, מתחיל באיסוף תאים בוגרים – תאי עור, למשל – מהמטופל. תאים אלה עוברים תכנות מחדש במעין “מנהרת זמן תאית” ומוחזרים למצב של תאי אב המזכירים תאי גזע עובריים. בהמשך ממוינים תאי האב במעבדה לרקמה הרצויה. במעבדתו של פרופ’ גפשטיין, המתמקדת בגידול רקמות לב, משתמשים החוקרים בגורמי גידול שונים כדי לכוון את התמיינותם של תאי הגזע לתאי לב, וכפי שהודגם במאמר האחרון, אפילו לסוגים שונים של תאי לב: תאי חדר, תאי עלייה ותאי קוצב.

למאמר המלא ב- Nature Communications  לחצו כאן

[su_youtube_advanced url=”https://youtu.be/jeUbO9Bq8fc” width=”720″ height=”200″ controls=”no” autohide=”yes” autoplay=”yes” rel=”no” fs=”no” theme=”light”]

מחקר משותף של חוקרים בטכניון ובמכון דוידסון לחינוך מדעי מגלה: חדשות מדעיות מעניינות את הקהל הישראלי לא פחות מתכנים חדשותיים אחרים

ידיעות מדעיות שנכתבו על ידי מדענים מעניינות את צרכני החדשות לא פחות מכתבות מדעיות ואחרות שכתבו עיתונאים. כך עולה ממחקר שפרסמו ב-PLOS ONE חוקרים מהטכניון וממכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע.

[su_image_carousel source=”media: 38275,38276,38277″ slides_style=”minimal” crop=”16:9″ align=”center” captions=”yes” autoplay=”3″]

את המחקר הובילה יעל בראל-בן דוד, דוקטורנטית בקבוצת תקשורת המדע בטכניון. לדבריה, “כולנו מתגאים במדע הישראלי אך ישראלים רבים אינם חשופים אליו, בין השאר משום שאירועים פוליטיים דוחקים במקרים רבים את החדשות המדעיות. המחקר הנוכחי מבהיר לנו שהציבור הישראלי מתעניין בתוכן מדעי שנכתב על ידי מדענים. אני מקווה שהממצאים שלנו יעודדו את המדענים לכתוב יותר, בידיעה שיש להם קהל סקרן, ואת עורכי האתרים להכניס ידיעות כאלה ללא חשש שיפגעו ברייטינג.”

“עורכים רבים טוענים שהמדע לא ‘מוֺכֵר’, שאין לו רייטינג,” מסבירה פרופ’ אילת ברעם-צברי, ראש קבוצת תקשורת המדע בפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה בטכניון. “המחקר שלנו מפריך את הטענה הזאת. הוא מראה שאם אורזים את המדע בצורה מעניינת ורלוונטית, ולא מפרסמים אותו רק במדור המדעי, הוא ימשוך גם קוראים שאינם חובבי מדע מוצהרים.”

ראש תחום תקשורת המדע במכון דוידסון, ד“ר ארז גרטי, אמר כי “מדע הוא תוכן מעניין. המדע לוקח מגוון תופעות בעולם ומסביר כיצד הן עובדות. כאשר מציגים תוכן מדעי לציבור בפלטפורמות החדשותיות, אנשים יקראו אותו בדיוק כפי שהם קוראים חדשות בכל תחום אחר. אחרי הכול, המדע הוא החיים עצמם.”

על פי הממצאים, שהפתיעו את החוקרים, מספר הצפיות הממוצע בכתבות של מדענים באתר Ynet היה גבוה ביותר מ-20% ממספר הצפיות הממוצע בכתבות אחרות באותו הזמן ובאותו המדור. גם זמן השהייה הממוצע בכתבה היה ארוך יותר בכתבות שנכתבו על ידי מדענים.

בקבוצת הכתבות הראשונה נכללו 150 כתבות של סטודנטים לתארים מתקדמים במדעים, המשתתפים ב”תוכנית הכתבים” של מכון דוידסון שנועדה להכשיר אותם בכתיבה פופולרית. בקבוצת הכתבות השנייה נכללו כתבות שונות של כתבי האתרים.

אחת הכתבות שהסעירו את הקוראים עסקה בחיפושיות ריגול סייבורגיות. מדובר בכתבה ארוכה למדי (כ-1,200 מילים) הדנה באפשרות “לחטוף” את המערכת התנועתית של חרקים כדי לכוון אותם למקומות רצויים בעזרת שבב שיורכב על גבם, ואולי אף להשתמש בהם כמצלמות וידאו ניידות. כתבה זו, שנכתבה על ידי דוקטורנט במכון ויצמן, משכה עשרות אלפי גולשים ועוררה 28 דיונים.

המחקר התאפשר הודות לנכונותם של עורכי אתרי החדשות המובילים, מאקו ו-Ynet, לספק לחוקרים את מדדי האינטראקציה של קהל הקוראים עם התוכן המפרסם באתרים אלה. על סמך נתונים אלה השוו החוקרים את מספר הכניסות לכל כתבה, את משך השהייה בכתבה ואת מספר התגובות והלייקים. המסקנה, כאמור, היא שכתבות מדעיות שנכתבו על ידי מדענים מעניינות את הקהל לא פחות מכתבות מדעיות ואחרות שנכתבו על ידי עיתונאים.

למאמר ב- PLOS ONE   לחצו כאן

גמר הכימיאדה, אולימפיאדת הכימיה הארצית, התקיים השבוע בטכניון. זה אחד השיאים בתהליך שבסופו ייבחרו ארבעה תלמידים עבור הייצוג של מדינת ישראל באולימפיאדה הבינלאומית בכימיה, שתתקיים בקיץ באיסטנבול

[su_image_carousel source=”media: 38266,38267,38268,38269″ slides_style=”minimal” crop=”16:9″ align=”center” captions=”yes” autoplay=”3″]

34 תלמידים מכל רחבי הארץ השתתפו השבוע בגמר הכימיאדה, אולימפיאדת הכימיה הארצית, שהתקיימה בפקולטה לכימיה ע״ש שוליך בטכניון. במקום הראשון זכו במשותף בר שפר, תלמיד כיתה י”ב מקרית חינוך דרור בבני דרור ומיכאל גלגולה, תלמיד כיתה י”ב מהכפר הירוק.

את התלמידים ואת הקהל בירכו ראש תוכניות הנוער בפקולטה פרופ׳ זאב גרוס; פרופ׳ מרק גנדלמן, סגן דיקן הפקולטה; מנהלת נבחרות ישראל במדעים במדעני העתיד ד”ר נעמה בני; ד”ר איזנה ניגל, מאמנת ראשית של נבחרת ישראל בכימיה; וסגן ראש עיריית חיפה עו”ד דוד עציוני. את הטקס הנחתה ד”ר אביטל להב, מנהלת פרויקטי הנוער בפקולטה.

“מדהים ומרגש לראות מדי שנה את הניצוץ בעיני התלמידים המצטיינים שהתחרו בכימיאדה והגיעו היום מכל רחבי הארץ,” אמר פרופ׳ זאב גרוס, ראש תוכניות הנוער בפקולטה. “התלמידים המצטיינים ביותר יתאמנו בהובלת ד”ר איזנה אטינגר ובסיוע צוות שכולל כמה מבוגרי האולימפיאדה הלומדים כיום בטכניון. בסוף התהליך ייבחרו ארבעת התלמידים שיזכו לייצג את מדינת ישראל באולימפיאדה הבינלאומית בכימיה, שתיערך באיסטנבול בקיץ הקרוב.”

זו השנה ה-21 לקיומה של הכימיאדה, הנערכת בהובלת הפקולטה לכימיה ע”ש שוליך בטכניון במימון קרן מיימונידיס ומשרד החינוך. בתחרות זו נבחרים התלמידים המועמדים לאולימפיאדת הכימיה הבין-לאומית. נבחרות ישראל לאולימפיאדה רושמות בהתמדה הצלחות מרשימות, ונבחרת 2019 חזרה בקיץ מפריז עם מדליית כסף ושלוש מדליות ארד.

מאת: יעל יוסילבסקי ופרופ’ בנימין פודבילביץ,  הפקולטה לביולוגיה

אביו לא ידע קרוא וכתוב עד סוף ימי חייו, אך סידני ברנר היה אוטודידקט שהפך לאחד מגדולי המדענים בעולם – חלוץ בתחום הביולוגיה המולקולרית בראשית דרכה ומדען פורץ דרך. ברנר שינה את האופן בו אנו מבינים ביולוגיה בכך שסייע לפענח את הקוד הגנטי.
את עיקר תהילתו קנה בזכות עבודתו עם התולעת הקטנה C. elegans, שאותה פיתח וביסס כאחד המודלים הביולוגיים השימושיים ביותר. בשנת 2002 זכה בפרס נובל עבור מחקריו בתולעת זו, אולם המשיך ועסק במגוון רחב של תחומי דעת במדעי החיים לאורך קריירת מחקר ענפה ופורייה שנמשכה למעלה מ-70 שנה.

[su_image_carousel source=”media: 38257″ slides_style=”minimal” crop=”16:9″ align=”center” captions=”yes” autoplay=”3″]

סידני ברנר [13 ינואר 1927 –5 אפריל 2019] נולד בעיירה הקטנה ג’רמיסטון שבדרום אפריקה להורים יהודים שהיגרו ממזרח אירופה. אביו עבד כסנדלר כל חייו, והמשפחה התפרנסה בדוחק. הוריו לא יכלו להרשות לעצמם לשלוח אותו לגן ילדים, והוא למד לקרוא מעיתונים ששימשו כמפת שולחן בביתה של השכנה שהתגוררה בהמשך הרחוב. לקוחה של אביו הבחינה בו קורא בגיל ארבע וחצי והתנדבה לקחת אותו ללא תשלום לגן ילדים שאותו ניהלה דרך הכנסייה המקומית. בבית הספר בלטו כישוריו והוא הוקפץ שלוש כיתות. במקביל הוא גילה את הספרייה המקומית, והחל לערוך ניסויים ביוכימיים בחצר ביתו. הוא בחן את השפעת החומציות על פיגמנטים שהפיק מעלים ופרחים (תופעות שלצערו התגלו קודם לכן), מה שהיווה בדיעבד את ראשית דרכו כמדען.

מערכת החינוך בדרום אפריקה אפשרה לו לקחת קורסים אקדמיים, וכך נרשם ללימודים באוניברסיטת וויטווטרסרנד (Witwatersrand) ביוהנסבורג כשהוא בן 14 בלבד. מצבם הכלכלי של הוריו לא אפשר להם לממן עבורו לימודים לתואר בביולוגיה, אך הם הצליחו להשיג עבורו מלגה לשכר לימוד בלימודי הרפואה. מאחר ולא יכול היה לממן את המגורים ביוהנסבורג, ברנר המשיך להתגורר בעיר הסמוכה ג’רמיסטון. הוא נהג להשלים מניין בבית הכנסת לאמירת תפילת קדיש עבור שכר זעום (ולפיכך הרגיש עצמו פטור מהשתתפות בלוויות בהמשך חייו). מאחר ועמד לסיים את לימודי הרפואה בטרם יגיע לגיל בו מותר לעסוק ברפואה (21) הוא פנה למסלול בוגר במדעים (B.Sc.) באנטומיה ופיזיולוגיה, שיועד לרופאים המתמחים בכירורגיה. שם הוא נחשף לראשונה להיסטולוגיה (חקר מבנים ורקמות בגוף) ולביולוגיה של התא. הוא בילה הפסקות צוהריים עם אחד המרצים בקריאה משותפת בספרי ביוכימיה, חוויה אליה התייחס כ”תלמודית” והבין כי מצא את ייעודו במדעי החיים.

מאחר ובשנת לימודיו האחרונה עבר למסלול לימודים אחר, מלגתו הופסקה, וברנר החל לעבוד כטכנאי במחלקה לאנטומיה על מנת לממן את לימודיו, שם למד לקבע ולהכין רקמות לצורך עבודה תחת המיקרוסקופ. אנקדוטה מאותה תקופה מספרת כי החליט לבחון לעומק תמיסת שימור רקמות שהכילה 95% אלכוהול ו- 5% גליצרין בכך שטעם ממנה, והתעורר בבוקר למחרת על רצפת המעבדה.

ברנר למד באופן עצמאי גנטיקה וציטוגנטיקה (מבנה ותפקוד הכרומוזומים) מעיון בספרים והיה הראשון שעסק במחקר ציטוגנטי בדרום אפריקה, כאשר את עבודת המגיסטר שלו בנושא ערך למעשה ללא מנחה. בבחינה המעשית הסופית של לימודי הרפואה הוא נכשל, מה שלא מפתיע מאחר והוא ולא פגש ולו חולה אחד במהלך לימודיו. יחד עם זאת, הוא ביצע במהלך תקופת הלימודים התמחות בבית חולים לאימהות, שם עסק ביילוד וגינקולוגיה בהצלחה מפתיעה. לאחר חצי שנה נוספת של לימודים הוא הוסמך לבסוף כרופא.

במקביל המשיך ברנר במחקר מעשי בתחום ההיסטולוגיה. לבסוף החליט לעזוב את דרום אפריקה ולהמשיך בקריירת מחקר באוניברסיטת אוקספורד (הוצעה מלגה לסטודנט אחד בלבד מדרום אפריקה, והוא היה זה אשר זכה בה).

באוקספורד התקבל למעבדתו של הפרופסור השנוי במחלוקת סר סיריל הינשלווד (Sir Cyril Hinshelwood), שעסק בעמידות חיידקים לתרופות, וטען כנגד קיומן של מוטציות. איש לא העז לנסות ולהתווכח עם פרופסור הינשלווד לגבי קיומן של מוטציות – עד שהופיע ברנר, שטרח ושחזר בכוחות עצמו ניסוי מורכב ומפורסם שערכו מקס דלברוק (Max Delbrück) וסלבדור לוריא (Salvador Luria) שעסק בהופעה ספונטנית של מוטציות בחיידקים. הניסוי עבד, והפרופסור השתכנע – עדות מוקדמת לכישוריו של ברנר, כמו גם לביטחונו העצמי.

במהלך שהותו באוקספורד פגש ברנר את הקריסטלוגרף ג’ק דוניץ (Jack Dunitz) והכימאי התיאורטי לזלי אורגל (Leslie Orgel), שעקבו מקרוב אחר ההתפתחויות בחקר מבנה ה-DNA. באפריל 1953 נדחקו סידני, ג’ף ולזלי יחד עם קריסטלוגרף נוסף במכונית קטנה ונסעו לקיימברידג’, שם פגשו לראשונה את פרנסיס קריק וג’ים (ג’יימס) ווטסון, וחזו במודל המקורי של מבנה הסליל הכפול של ה-DNA, כשבועיים לפני פרסום המאמר הראשון של הצמד (ווטסון וקריק).

מהרגע בו ראה את מבנה ה-DNA, החל ברנר לחשוב על הקשר שבין DNA, חומצות אמינו וחלבון. הוא הושפע עמוקות מרעיונותיו המתמטיקאי הנודע ג’ון פון ניומן (von Neumann) אודות ה”אוטומטון” – תוכנה המייצרת את האמצעים לבצע את עצמה, וההבדל בין ה’תוכנה’ (שמכילה את המידע הדרוש) ובין ‘מבצע התוכנה’ (שעושה שימוש במידע זה בכדי לעשות פעולה כלשהי) בעקבות כך חשב ברנר לראשונה על ה-DNA כמקור מקודד מידע, ולא כחומר ביולוגי גרידא, ופיתח תפיסה לפיה DNA וחלבון נבנים יחדיו. מחשבה זו התחדדה בעקבות הרצאתו של פרד סנגר (Fred Sanger), שהראה לראשונה את המבנה הראשוני חלבון האינסולין כאוסף סדור של חומצות אמינו.

בדצמבר 1952 ברנר נישא למאי קוביץ  (May Covitz) בלונדון, שם התגוררו בני הזוג במשך כשנה וחצי עם בנה של אשתו ועם ילדתם המשותפת. ביוני 1954 הוא קיבל הזמנה לבקר בארצות הברית, והתארח ב-Cold Spring Harbor למשך חודשי הקיץ, ואילו משפחתו חזרה לדרום אפריקה. במסגרת שהותו בארה”ב הוא ביקר במעבדה של ג’יימס ווטסון ב-Cal Tech ופגש רבים מהמדענים המובילים בתחום הבקטריופאג’ים (וירוסים המדביקים חיידקים) ובמדע המתפתח של הביולוגיה המולקולרית ובהם סימור בנזר (Seymour Benzer), מקס דלברוק (Max Delbrück) וסלבדור לוריא (Salvador Luria). בדרכו חזרה לדרום אפריקה עבר דרך קיימברידג’ ופגש את פרנסיס קריק כדי לדון עמו באפשרות לעבוד יחד בעתיד.

בדרום אפריקה פתח ברנר מעבדת מחקר במחלקה לפיזיולוגיה של בית הספר לרפואה והמשיך לעבוד על מערכות בקטריופאג’ים ולפתח רעיונות תיאורטיים לגבי הקוד הגנטי. בדצמבר 1956 הוא הצליח, בעזרתו של פרנסיס קריק, לקבל משרה בקיימברידג’, לשם עבר עם משפחתו. עם פרנסיס קריק חלק משרד משותף במשך 20 שנה, וערך עמו ניסויים פורצי דרך (שהתבססו על עבודתו של בנזר) אשר סיפקו את ההוכחה הראשונה לקיום הקוד הגנטי בצורת רצפים דיסקרטיים של שלושה בסיסים (¹); אז הוא טבע את המונח “קודון” המשמש עד ימינו. כמו כן הוא הביא ראיות לקיומו של ה-mRNA השליח (messenger RNA) כמצב ביניים המעביר מידע בין ה-DNA ובין החלבון (²). עבודתו על בקטריופאג’ים כללה בין היתר פיתוח של שיטות מיקרוסקופיה מתקדמות (³).

בהמשך הקריירה שלו הוא החל במיזם שנמשך כעשר שנים לפיתוח ושימוש בתולעת Caenorhabditis elegans כאורגניזם מודל, אשר כלל את מיפוי הגנום (חלקו פורסם ב-⁴), הקמת שיטות למחקר גנטי (⁵), ניתוח ואפיון מוטנטים רבים (⁵), ופענוח מבנה תאי העצב ומעגלי חישה-תגובה (^6,7) של התולעת.

כיום, אלפי מדענים ברחבי העולם חוקרים מגוון תהליכים ביולוגיים תוך שימוש ב- C. elegans. אורגניזם מיקרוסקופי זה מאפשר למדענים להבין לעומק תהליכים הקשורים כמעט לכל תחום במדעי החיים – החל מרמת התא (למשל תנועה, כיווניות, איחוי ותקשורת בין תאים) דרך רמת היצור השלם (למשל מטבוליזם, התנהגות והתפתחות עוברית) ואפילו נושאים כמו אקולוגיה, אבולוציה, הורשה, למידה וזיכרון, מחלות נוירודגנרטיביות והזדקנות. רצף ה-DNA השלם הראשון של חיה כלשהי שפוענח היה זה של התולעת, והגנים הראשונים הקשורים בהארכת תוחלת החיים התגלו בתולעת הזעירה שתוחלת חייה היא כ-3 שבועות לערך. תגלית נוספת שסיפקה התולעת הוא גילוי מנגנון אוניברסלי לבקרה על כמויות החלבונים בתא (RNAi).

על פיתוח C. elegans כאורגניזם מודל, שאפשר, בין היתר, את חקר שושלת התאים ההתפתחותית ותהליכים כגון מוות תאי מתוכנן (apoptosis) הוענק לסידני ברנר בשנת 2002 פרס נובל, יחד עם שותפיו רוברט (בוב) הורביץ (H. Robert Horvitz) וג’ון סלסטון (John E. Sulston). ב-1977 מונה ברנר כמנהל מעבדת ה-LMB-MRC, תפקיד בו שימש עד 1986, וקידם את פרויקט פענוח הגנום האנושי. גם עם פרישתו לגמלאות, הוא המשיך לעסוק במחקר ולהדריך סטודנטים – בתקופה זו חקר את רצף הגנום של דג ה-Pufferfish (אבו-נפחא) (⁸), פיתח שיטות לריצוף יעיל של DNA בחברת Lynx והקים באוניברסיטת ברקלי Berkeley את המכון למדעים מולקולריים Molecular Sciences Institute.

סידני ברנר היה מהדמויות הכריזמטיות והשנונות ביותר בתחום הביולוגיה. מדענים רבים נמשכו לעבודה ב-LMB בזכות אישיותו, יכולתו האינטלקטואלית והתלהבותו הגלויה מהמדע בו עסק. בכל התאספות או ארוחה עמד תמיד במוקד תשומת הלב וסיפר סיפורים בווירטואוזיות, לעתים במשך שעות ארוכות.

במשך שש שנים (1994-2000) הוא כתב טור דעה חודשי בשם Loose ends בעיתון המדעי Current Biology, ובו אסף רעיונות, עצות הומוריסטיות למדען המתחיל ואבחנות שנונות על אופי האקדמיה ‘מאחורי הקלעים’.

לכל אותם רבים שהתוודעו לסגנונו המיוחד והכירו אותו יש עשרות סיפורים לספר אודותיו, על לשונו החדה, זכרונו הפנומנלי והשיחות שנוהלו על כוס תה אל תוך הלילה ב’ספרייה’- חדר בו קרא ברנר מאמרים וספרים ללא הרף.

רוג’ר קורנברג (Roger Kornberg), שהיה תלמידו של ברנר (וזוכה פרס נובל בעצמו), מספר כיצד ישבו הוא, ברנר ומספר חברי מעבדה נוספים ושוחחו על מדע אל תוך השעות המאוחרות של הלילה. כשאחד מהם עזב, סידני מיד העיר לגביו הערה עסיסית, מלאת אבחנה ועוקצנית. כך המשיכו לשוחח, ובכל פעם שאחד מהם קם והלך, היה ברנר מעיר לגביו משפט שנון וחד. “ואז נשארנו שנינו לבד”, מספר קורנברג, “ופחדתי לעזוב”.

בביוגרפיה שחיבר בשנת 2002 לאחר זכייתו בפרס הנובל כתב: “במהלך חיי המדעיים ובכל הפרויקטים בהם עסקתי חברו אליי מדענים רבים, צעירים כמו גם מבוגרים, שעבודתם הייתה הכרחית לחלוטין להצלחת מאמצינו המדעיים. רבים מהם פיתחו בהמשך קריירה משלהם ופרסמו עבודות מדעיות חשובות, ואולם כולנו זוכרים את התקופה הנהדרת בה אנו והמדע בו עסקנו היינו צעירים, וההתלהבות שלנו לעמוד בפני אתגרים חדשים לא ידעה גבולות. אני מאמין כי מדען צריך להימדד לפי איכות האנשים אותם עזר להכשיר ולא על פי הפרסים והאותות בהם זכה. מי ייתן ועבודותיי ידברו בעד עצמן”.

ואכן עבודותיו דיברו בעד עצמן. עבודתו המדעית נטועה בלב העשייה הביולוגית ואותן אלפי מעבדות ברחבי העולם, רבות מהן של צאצאיו האקדמיים, שמשתמשות במודל התולעת לחקר התהליכים הביולוגיים הבסיסיים ביותר, מהוות גלעד חי ואולי נצחי למורשתו המדעית.

סידני ברנר נפטר ב-5 באפריל, 2019, בסינגפור, בהיותו בן 92.

ביבליוגרפיה:

My Life in Science by Sydney Brenner, 2002

NY Times Obituary by Nicholas Wade

(https://www.nytimes.com/2019/04/05/obituaries/sydney-brenner-dead.html)

Sydney Brenner – Biographical. NobelPrize.org. Nobel Media AB 2019. Thu. 23 May 2019.

(https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2002/brenner/biographical/)

Going strong at 75 by Horace Freeland Judson

(https://www.the-scientist.com/news/going-strong-at-75-53534)

Loose ends (https://current-biology-loose-ends.elsevierdigitaledition.com/)

1. Crick, F. H., Barnett, L., Brenner, S. & Watts-Tobin, R. J. General nature of the genetic code for proteins. Nature 192, 1227–32 (1961).
2. Brenner, S., Jacob, F. & Meselson, M. An unstable intermediate carrying information from genes to ribosomes for protein synthesis. Nature 190, 576–581 (1961).
3. Brenner, S. & Horne, R. W. A negative staining method for high resolution electron microscopy of viruses. BBA – Biochim. Biophys. Acta 34, 103–110 (1959).
4. Coulson, A., Sulston, J., Brenner, S. & Karn, J. Toward a physical map of the genome of the nematode Caenorhabditis elegans (ordered clone bank/genomic data base/clone matching). Proc. Nati. Acad. Sci. USA 83, 7821–7825 (1986).
5. Brenner, S. The genetics of Caenorabditis elegans. Genetics 77, 71–94 (1974).
6. Chalfie, M. et al. The neural circuit for touch sensitivity in Caenorhabditis elegans. J. Neurosci. 5, 956–64 (1985).
7. White, J.G., Southgate, E., Thomson, J.N. and Brenner, S. The structure of the nervous system of the nematode Caenorhabditis elegans. Philos Trans R Soc L. B Biol Sci 314, 1–340 (1986).
8. Brenner, S. et al. Characterization of the pufferfish (Fugu) genome as a compact model vertebrate genome. Nature 366, 265–8 (1993).