תכנית חומש בננו-רפואה

מערכות ננומטריות להובלת תרופות

פרופ' דן פאר מהמחלקה לחקר התא ולאימונולוגיה באוניברסיטת תל-אביב מוביל מאמץ מחקרי מסוג חדש, במטרה לפתח מערכות ננומטריות להובלת תרופות, שייתנו מענה למגוון רחב של מחלות. הפרויקט, המקיף 11 מעבדות, בהיקף של 11.5 מיליון דולר, יבנה תשתית טכנולוגית, שתהיה זמינה למסחור וליישום תעשייתי כבר בעוד חמש שנים.

"הפרויקט שלנו הושק ב-2012, והוא מהווה מאמץ מחקרי ממוקד מסוג חדש, שלא היה כמותו בישראל עד היום", אומר פרופ' פאר. "מטרתנו היא לבסס תשתית טכנולוגית חדשה בתחום הננו-רפואה, שתהיה זמינה למסחור וליישום תעשייתי כבר בעוד חמש שנים – תקופה קצרה מאוד במונחים של מחקר מדעי. לשם כך בחרנו 11 צוותי מחקר (מהם שמונה באוניברסיטת תל-אביב), המפתחים קשת רחבה של אסטרטגיות בתחום מתקדם ומרתק: חלקיקים זעירים שמובילים תרופות ואמצעי הדמיה ישירות ליעדם בתוך גוף האדם. העבודה שלנו מעוררת כבר היום התעניינות רבה בקרב חברות גדולות לתרופות".

ננו-רפואה בטווח רחב

הקבוצות המשתתפות בפרויקט החדשני מתמחות במגוון תחומים: סינתזה כימית ופולימרים, הנדסת נוגדנים, מערכת החיסון, שימוש בחלקיקים ממקור ביולוגי, ביולוגיה תאית, הדמיה וקרדיולוגיה. מחקריהן עוסקים בטווח רחב של מחלות, בעיקר מחלות הכרוכות בחוסר או בעודף כלי דם, ובמחלות הקשורות למערכת החיסון - כמו סוגים שונים של גידולים סרטניים וסרטן הדם, התקפי לב, תהליכים דלקתיים ומחלות נגיפיות שתוקפות את מערכת החיסון, כגון איידס. הפרויקט זוכה לתמיכה משמעותית מממשלת ישראל, במסגרת יוזמה לאומית ישראלית לננוטכנולגיה, שמטרתה להקים ולקדם מרכזי ננו במוסדות מחקר ישראליים - Israel National Nanotechnology Initiative.

שותפיו לפרויקט של פרופ' פאר באוניברסיטת תל-אביב הם: פרופ' אהוד גזית מהפקולטה למדעי החיים, כיום המדען הראשי של משרד המדע, פרופ' איתי בנהר ופרופ' רמונה מרגלית מהפקולטה למדעי החיים, פרופ' דורון שבת ופרופ' משה פורטנוי מבית הספר לכימיה, פרופ' רונית סצ'י-פאינרו מבית הספר לרפואה ופרופ' יונתן ליאור מהפקולטה לרפואה ומהמרכז הרפואי שיבא. בנוסף, שותפות בפרויקט ד"ר גליה בלום מבית הספר לרפואה בהדסה עין כרם, ד"ר איילת דוד מבית הספר לרפואה באוניברסיטת בן גוריון ופרופ' שולמית מיכאלי מאוניברסיטת בר-אילן.

הובלת תרופות אל דלקות במעי

תחת הגג הכולל של הפרויקט הננו-רפואי, מתמקדת קבוצת המחקר של ד"ר פאר בתחום של מחלות דלקתיות של המעי, כמו קרוהן וקוליטיס. במעבדתו פועל צוות רב-תחומי המונה 18 חוקרים – מהנדסים, ביוטכנולוגים, פיזיקאים, ביולוגים, כימאים וּוטרינרית, ומשתף פעולה עם רופאים וכירורגים רבים במרכזים הרפואיים שיבא, רבין ואיכילוב, ועם המרכז הגדול למחלות מעי שבאוניברסיטת קלגרי בקנדה.

"בהיבט הטכנולוגי אנו מפתחים אסטרטגיה להובלת תרופות ואמצעי אבחון ננומטריים אל דלקות במעי", מסביר ד"ר פאר. "הטכנולוגיה שלנו מתבססת על חלקיקים בקוטר ננומטרי המצופים בנוגדנים. הנוגדנים הללו מכירים תאים ממערכת החיסון המצויים בזרם הדם, ש'נקראים, אל האזור הנגוע בגוף, ומתבייתים עליו. תאים כאלה יכולים, על-פי תפיסתנו, לשמש כמערכות ניווט, מעין GPS, שינחו את החלקיקים הננומטריים ישירות אל היעד. על סמך גישה זו אף פיתחנו שיטה לאבחון מחלות מעי דלקתיות, שאינה פולשנית כמו הטכניקות המקובלות של קולונוסקופיה וגסטרוסקופיה: הזרקנו למחזור הדם של חיות מעבדה חלקיקים ננומטריים מסומנים, שהתבייתו על תאי מערכת החיסון שבדם, 'נסעו' איתם אל התאים החולים במעי, וסימנו אותם עבור מערכות ההדמיה. בשימוש מורחב יכולים חלקיקים כאלה גם לשאת ולשחרר תרופות".

משלבים טכנולוגיה עם ביולוגיה

כדי למלא טווח רחב של משימות, מפתחים ד"ר פאר וצוותו נשאים ננומטריים במגוון גדלים וסוגים, המותאמים למחלות ולמטלות שונות. כל הנשאים המיוצרים במעבדה מבוססים על שילובים של חומרים ביולוגיים – שומנים, סוכרים וחלבונים. כך, לדוגמה, גילו החוקרים כי השומנים כולאים בתוכם ביעילות תרופות ואמצעי הדמיה, בעוד שציפוי של סוכרים מונע הידבקות של החלקיקים זה לזה. החלבונים הם בעיקר נוגדנים וליגנדים, שמתחברים אל פני השטח של החלקיקים, מנווטים אותם אל תאי היעד, וגם מסייעים להם לחדור לתוכם.

אך ד"ר פאר אינו מסתפק בפיתוח של נשאי תרופות חכמים. "קבוצות מחקר רבות בכל העולם מפתחות היום נשאי תרופות ננומטריים מסוגים ומחומרים שונים", הוא אומר. "הייחוד במעבדה שלי הוא שאנו משלבים טכנולוגיה עם ביולוגיה. יש לנו צוות ביולוגי ייעודי, שמחפש גם את התרופות עצמן, והשילוב הזה מעניק למחקר שלנו עוצמה מיוחדת".