מחקרים

RESEARCH

מה מעניין אותך?

כל הנושאים
אמנויות
מוח
הנדסה וטכנולוגיה
חברה
מדעים מדויקים
ניהול ומשפט
סביבה
רוח
רפואה ומדעי החיים

מחקר

24.05.2022
נחשף מנגנון המשותף למוטציות בגנים שונים שגורמות בין היתר לאוטיזם ולסכיזופרניה

תרופה ניסיונית שפותחה במעבדה עשויה להתאים לטיפול במגוון תסמונות נדירות הפוגעות בתפקוד המוח

  • רפואה ומדעי החיים

חוקרים באוניברסיטת תל אביב, בהובלת פרופ' אילנה גוזס מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית של האדם וביוכימיה בבית הספר לרפואה ומבית הספר סגול למדעי המוח, חשפו מנגנון המשותף למוטציות בגנים ADNP ו-SHANK3שגורמות בין היתר לאוטיזם ולסכיזופרניה... בנוסף מצאו החוקרים שתרופה ניסיונית שפותחה בעבר במעבדתה של פרופ' גוזס יעילה במודל חיות עם מוטציות בגנים אלו ו עשויה להתאים לטיפול במגוון תסמונות נדירות הפוגעות בתפקוד המוח.

 

לדברי החוקרים, הממצאים המעודדים עשויים להוביל לטיפול יעיל במגוון תסמונות נדירות הפוגעות בתפקוד המוח, וגורמות בין היתר לאוטיזם, לסכיזופרניה, ולמחלות נוירו-דגנרטיביות כמו מחלת האלצהיימר. המאמר פורסם בכתב העת היוקרתי Molecular Psychiatry.

 

במחקר השתתפו: ד"ר ינינה איבשקו-פחימה, מראם גנאים, ענבר בן-חורין-חזק, אלכסנדרה לובינצבה, נעמי בלייצ'ה, ענבר פישר, גלעד לוי, ד"ר שלמה סרגוביץ', ד"ר גדעון כרמון, וד"ר אליעזר גלעדי מבית הספר לרפואה ומבית הספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב, ד"ר בועז ברק מבית הספר למדעי הפסיכולוגיה  ומבית הספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב, וד"ר שולה שצמן מהמחלקה למתמטיקה ומדעי המחשב באוניברסיטה הפתוחה.

 

פרופ' גוזס: "אוטיזם נגרם במקרים מסוימים על ידי מוטציות בגנים שונים. נכון להיום מוכרות יותר מ-100 תסמונות גנטיות הקשורות לאוטיזם, מהן כ-10 שנחשבות לנפוצות יחסית. במעבדה שלנו אנחנו חוקרים בעיקר את אחת מהן, תסמונת ADNP - שנגרמת על ידי מוטציה בגן ADNP, המשבשת את תפקודו של החלבון  ADNPופוגעת במבנה השלד של תאי העצב במוח. במחקר הנוכחי זיהינו מנגנון פגיעה במבנה השלד התאי אשר משותף למוטציה זו, ולמוטציה בגן ידוע נוסף שקשור לאוטיזם ולסכיזופרניה, בשם SHANK3. ההערכה היא כי שני הגנים אחראים לאלפי מקרים של אוטיזם ברחבי העולם."

 

בשלב הראשון של המחקר נטלו החוקרים תאים מחולים עם תסמונת ADNP. הם מצאו שכאשר החלבון ADNP פגום, נוצרים תאי עצב עם פגיעה במבנה השלד, שמשבשת את תפקודו של המוח. עם זאת, הם גילו שקיימים סוגים שונים של מוטציות ב-ADNP, ובחלקם הפגיעה פחותה.

 

פרופ' גוזס מסבירה: "מצאנו שמוטציות מסוימות מוסיפות לחלבון ADNP מקטע אשר מגן עליו ומפחית את הנזק דרך קישור לאתר בקרה של מערכת השלד התאי. בין היתר ידוע שאתר בקרה זה קיים גם ב-SHANK3 - חלבון חשוב שנחקר רבות, ומוטציות שלו קשורות לאוטיזם ולסכיזופרניה. הסקנו כי היכולת להיקשר ל-SHANK3 ולחלבונים דומים מספקת הגנה מסוימת מפני נזקי המוטציה."

 

בשלב הבא מצאו החוקרים אתרים נוספים על פני החלבון ADNP שיכולים להיקשר לחלבון SHANK3 ולחלבונים דומים. אחד האתרים הללו אותר במקטע NAP, המשמש כתרופה ניסיונית (בשם Davunetide) שפותחה אף היא במעבדתה של פרופ' גוזס.

 

יתר על כן, החוקרים הראו כי טיפול לאורך זמן באמצעות התרופה הניסיונית הביא לשיפור חיובי בהתנהגותם של חיות המודל עם אוטיזם שנגרם ע"י מוטציה ב- SHANK3.  

 

פרופ' גוזס: "במחקרים קודמים הראינו שהתרופה מועילה במקרה של תסמונת ADNP. בעקבות המחקר החדש, אנחנו מאמינים שהתרופה עשויה להועיל במקרה של תסמונת Phelan McDermid שבה 3SHANK עובר מוטציה וגם בתסמונות נוספות הגורמות לאוטיזם במנגנון המשותף."

 

התרופה הניסיוניתDavunetide  קיבלה מעמד של תרופת יתום מה-FDA לטיפול עתידי בתסמונת ההתפתחותית הנדירה ADNP. התרופה מוגנת במגוון פטנטים בחברת רמות שליד אוניברסיטת תל אביב. בשיתוף עם פרופסור גוזס כחוקרת הראשית ויזמים עסקיים הוקמה חברת עתיד - ATED - תרפיוטיקס לפיתוח דבונטיד לתסמונות אוטיסטיות נדירות מחד ולמחלות מוח נפוצות אחרות מאידך.

 

מחקר

10.05.2022
רוצות להאריך חיים? אל תנחרו

נשים בנות 50 שנוחרות מצויות בסיכון מוגבר ללקות בדום נשימה בשינה

  • רפואה ומדעי החיים

עברת את גיל 50? לא כדאי לך לנחור. מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב מצא שנשים בגילאי 55 ומעלה שנוחרות בשינה נמצאות בסיכון מוגבר לדום נשימה בשינה, שעשוי לגרום למוות. החוקרות מתריעות ואומרות שברוב המקרים, כיוון שהתופעה מתרחשת במהלך השינה, הנשים שסובלות מהפרעות נשימה בשינה אינן מודעות לכך שהן סובלות מהבעיה ושהן נמצאות בסיכון מוגבר לדום נשימה בשינה.

 

מה קורה לנו כשאנו ישנות?

המחקר נערך בהובלת ד"ר אלונה אמודי פרלמן, פרופ' אילנה אלי, דר' ג'וואן סולימן וד"ר פסיה פרידמן-רובין מהמחלקה לשיקום הפה בבית הספר לרפואת שיניים ע"ש מוריס ודניאל גולדשלגר בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר. המחקר פורסם בכתב העת היוקרתי Journal of Clinical Medicine.

 

במסגרת המחקר, שכלל מאות נשים, החוקרות בחנו שתי קבוצות של נשים ישראליות: נשים צעירות יחסית בנות 40-20 (כלומר לפני גיל המעבר), ונשים בנות 55 ומעלה, לאחר הפסקת המחזור החודשי. הן מצאו שכ-15% מהנשים המבוגרות מצויות בסיכון משמעותי לדום נשימה בשינה לעומת רק כ-3.5% מהצעירות. בנוסף, הן מצאו כי 11% מהנשים שנוחרות (אחת מכל 10 נשים), נמצאות בסיכון מוגבר לדום נשימה בשינה, לעומת רק 1% בקרב הנשים שאינן נוחרות.

 

פרופ' אלי מסבירה כי הפרעות נשימה בשינה נעות על ספקטרום רחב - החל בנחירות קלות וכלה בהפרעה החמורה והמסוכנת ביותר – דום נשימה בשינה, שגורם לירידה בריכוז החמצן בדם ועלול להיות מסכן חיים. בנוסף, אם התופעה אינה מאובחנת ומטופלת בזמן, היא עלולה לתרום להתפתחות של מגוון מחלות מערכתיות כמו יתר לחץ דם, מחלות לב ושבץ מוחי.

 

לדבריה, הקושי באבחון הוא בעיקר היעדר מודעות ותת-דיווח: אנשים שסובלים מהבעיה אינם מודעים לה מכיוון שהיא מתרחשת במהלך השינה. הם עשויים לספר לרופאיהם על עייפות, כאבי ראש, או בעיות שינה, וחשוב שהרופא המטפל יעשה את הקישור, ישאל את השאלות הנכונות, ואף יפנה לאבחון נוסף במקרה של חשד לדום נשימה בשינה.

 

"היעדרו של אבחון מוקדם בולט במיוחד אצל אחת האוכלוסיות המועדות: נשים מעל גיל 50, שסובלות מעלייה בשכיחות הפרעות נשימה בשינה בעקבות שינויים הורמונליים המתרחשים בגיל המעבר. אנחנו ביקשנו לבחון ולאפיין את התופעה בקבוצה זו במטרה להדליק נורה אדומה בעת הצורך", מסבירה פרופ' אלי.

 

נוחרות ומסתכנות

במסגרת המחקר המשתתפות מילאו שאלונים ייעודיים, שכללו מגוון שאלות כמו: מה את מרגישה כשאת קמה בבוקר: עייפות, כאב ראש, מתח/נוקשות בשרירי הפנים, הצוואר והלסת? האם את חורקת שיניים בלילה? האם את מתעוררת במהלך הלילה? האם את חשה עייפות או ישנוניות במהלך היום? ושאלת השאלות, שנשים רבות מתביישות לענות עליה: האם את נוחרת? הנתונים שוקללו עם מדדים פיזיים - BMI והיקף הצוואר, שידוע כי הוא מתעבה בגיל המבוגר, וכן  נתונים דמוגרפיים כמו עבודה, מספר ילדים, מצב משפחתי ועוד. הממצאים מאפשרים להגדיר שלוש קטגוריות של סיכון לדום נשימה בשינה: נשים המצויות בסיכון גבוה, בינוני ונמוך.

   

"מצאנו פער משמעותי בין שתי הקבוצות – הצעירות מול המבוגרות יחסית. בין הצעירות 1.8% היו בסיכון גבוה ו-1.8% בסיכון בינוני ללקות בדום נשימה בשינה, ואילו בגיל המבוגר השיעור מזנק ל-5.2% בסיכון גבוה ו-9.5% בסיכון בינוני. במילים אחרות, כ-15% מהנשים המבוגרות נכללו בקטגוריות של סיכון משמעותי", אומרת פרופ' אלי.

 

בנוסף, החוקרות מצאו מתאם גבוה בין סיכון לדום נשימה בשינה לבין הנטייה לנחור, שאף היא אפיינה יותר את הנשים מעל גיל 50. על פי ממצאים כ-11% מהנשים שנוחרות (אחת מכל 10 נשים), עשויות להימצא בסיכון מוגבר לדום נשימה בשינה. כמו כן, החוקרות מציינות שגם חריקת שיניים בלילה, BMI גבוה, והיקף צוואר גדול יחסית מהווים סימני אזהרה נוספים. לעומת זאת, להפתעתן, לא נמצאו פערים משמעותיים בין שתי קבוצות הנשים בכל הנוגע לעייפות והירדמות במהלך היום – תופעה מובהקת בקרב גברים הסובלים מדום נשימה בשינה.

 

בעקבות הממצאים פונות החוקרות אל הרופאים, ובעיקר אל אלה המתמקדים באזור הפנים והלסת – רופאי השיניים: "שימו לב לתופעות שעלולות להעיד על סיכון לדום נשימה בשינה. הציגו בפני המטופלות המבוגרות שלכם את השאלות הרלוונטיות, שאיש אינו שואל, כמו: האם את נוחרת? האם את סובלת מכאבי ראש/צוואר כשאת  מתעוררת? בקשו מהן למלא שאלון ייעודי לאיתור סיכון לדום נשימה בשינה. שימו לב למצב השיניים – האם הוא עשוי להעיד על חריקת שיניים בלילה? שימו לב לעובי הצוואר, שנוטה להתרחב בגיל המבוגר. ובשורה התחתונה, אם זיהיתם מטופלת שנמצאת בסיכון גבוה, הפנו אותה למומחים לאבחון שינה. כך נוכל לאבחן בזמן נשים שנמצאות 'מתחת לרדאר' בשל היעדר מודעות ותת-דיווח, ולהעניק להן טיפול הולם ומציל חיים".

מחקר

09.05.2022
הגדילו ראש ושרדו

חוקרים גילו כי גודל המוח של בעלי החיים קבע את סיכויי ההישרדות של המינים הגדולים

  • רפואה ומדעי החיים

מה משותף לפיל, לקרנף ולהיפופוטם? שלושתם, יחד עם בעלי חיים גדולים אחרים, שרדו את ההכחדה הנרחבת שהתקיימה בעידן הקרח האחרון. לעומתם, חיות ענק אחרות כמו עצלני קרקע, יונקי כיס במשקל טון, אריה כיס ועוד, נותרו לעד בעידן ההוא ולא הגיעו עד הלום. חוקרים באוניברסיטת תל אביב ובאוניברסיטת נאפולי בחנו את ההכחדה ההמונית של בעלי חיים גדולים בעשרות אלפי השנים האחרונות ומצאו שלמינים שנכחדו היה בממוצע מוח קטן בהרבה בהשוואה למינים ששרדו וקיימים עד היום. החוקרים מקשרים בין גודלו של המוח (בהשוואה לגודל הגוף של כל מין), לאינטליגנציה, ומסיקים כי מוח גדול, שמשמעו - בהשוואה בין מינים שונים של בעלי חיים - אינטליגנציה גבוהה יחסית, סייע למינים ששרדו להסתגל לתנאים המשתנים ולהתמודד עם פעילויות אנושיות כמו ציד, שהיוו גורם מרכזי להכחדה.

 

משקל כבד לא שורד

המחקר הובל על ידי הדוקטורנט ג'ייקוב דמביצר מאוניברסיטת נאפולי באיטליה ופרופ' שי מאירי מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז וממוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב, בשיתוף עם פרופ׳ פסקוואלה ראיה והדוקטורנטית סילביה קסטיגליון מאוניברסיטת נאפולי. המאמר פורסם בכתב העת Scientific Reports.

 

החוקרים מסבירים שעידן הקרח האחרון התאפיין בהכחדה נרחבת של בעלי חיים גדולים וגדולים מאוד בכל היבשות על פני כדור הארץ (למעט אנטארקטיקה). בין היתר נכחדו באמריקה עצלני קרקע ענקיים ששקלו 4 טון, ארמדילים ענקיים שמשקלם טון, ומסטודונים, באוסטרליה יונק כיס בשם דיפרוטודון במשקל טון, קנגורו ענק, ואריה כיס, ובאירואסיה אייל ענק, קרנף צמרי, ממותות, ופילי ענק שמשקלם הגיע עד 11 טון. בעלי חיים גדולים אחרים, לעומת זאת, כמו פילים, קרנפים, והיפופוטמים, שרדו את אירוע ההכחדה וקיימים עד היום.

 

עוד מציינים החוקרים כי בחלק מהמקומות מדובר בהכחדה מקיפה במיוחד: באוסטרליה, הקנגורו הוא היום בעל החיים המקומי הגדול ביותר, ובדרום אמריקה השורדים הגדולים ביותר הם הגוואנקו והוויקוניה (הדומים ללאמה שהיא חיה מבויתת), והטפיר, בעוד מינים רבים במשקל חצי טון ומעלה נכחדו כולם.

 

היתרון האבולוציוני של גודל המוח

"ידוע שרוב ההכחדות היו של בעלי חיים גדולים, ועם זאת, לא ברור מה מבדיל בין המינים הגדולים ששרדו, לבין אלה שנכחדו", אומר ג'ייקוב דמביצר. "אנחנו שיערנו שגמישות התנהגותית, שמתאפשרת על ידי מוח גדול בהשוואה לגודל הגוף, העניקה למינים ששרדו יתרון אבולוציוני: היא אפשרה להם להסתגל לשינויים שהתחוללו בעשרות אלפי השנים האחרונות, ביניהם שינויי אקלים והופעת האדם. במחקרים קודמים הראינו שמינים רבים, ובעיקר מינים גדולים, נכחדו בשל ציד-יתר בידי בני אדם שהגיעו לאזורי המחיה שלהם. במחקר זה בדקנו את השערתנו עבור יונקים לאורך תקופה של כ-120,000 שנה, מהמועד שבו התחיל עידן הקרח האחרון והאדם המודרני התחיל להתפשט לכל רחבי העולם עם נשק קטלני, ועד ל-500 שנה לפני זמננו. ההיפותזה הזאת אף עוזרת לנו להסביר את מספרן הרב של ההכחדות בדרום אמריקה ובאוסטרליה, שכן ליונקים הגדולים שחיו ביבשות אלה היה מוח קטן יחסית".

 

החוקרים אספו נתונים מהספירות הפלאונטולוגיות ב-50 השנים האחרונות על 50 מיני יונקים נכחדים מכל היבשות, שמשקלם נע בין 11 ק"ג (קיפודן נמלים ענק),  עד 11 טון (פיל ישר-חט שחי בין היתר בארצנו), והשוו את גודל קופסת המוח שלהם לזה של 291 מיני יונקים קרובים אבולוציונית ששרדו וקיימים גם היום, במשקל שבין  1.4 ק"ג (ברווזן), ועד 4 טון (פיל אפריקאי). הם הזינו את הנתונים לתוך מודלים סטטיסטים שכללו שקלול לגודל הגוף ולקרבת משפחה בין מינים שונים.

 

"מצאנו שלבעלי החיים ששרדו אכן יש בממוצע מוח גדול ב-53% מאשר למינים קרובים אבולוציונית בגודל דומה שנכחדו", אומר פרופ' מאירי ומסכם "אנחנו משערים שיונקים עם מוח גדול יותר הצליחו להתאים את התנהגותם ולהתמודד בצורה טובה יותר עם התנאים המשתנים, בעיקר עם ציד בידי אדם ואולי גם עם שינויי אקלים שהתרחשו במהלך התקופה, בהשוואה ליונקים עם מוח קטן יחסית".  

עטלף תל אביבי עושה חיים גם ביום. צילום: יובל ברקאי

מחקר

01.05.2022
נווטים מצטיינים ביום וגם בלילה

חוקרים מצאו לראשונה כי העטלפים מנווטים בשעות היום באמצעות שילוב של ראייה מצוינת ואיכון של ההדים בסביבתם

 

  • רפואה ומדעי החיים

הגיע הזמן להפריך את אחד המיתוסים לגבי העטלפים - הם רואים מצוין גם ביום ויודעים להתמצא במרחב בשעות האור. כעת מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב מצא שעטלפי פירות משתמשים בסונאר הביולוגי שלהם גם במהלך היום, ונעזרים באיכון של הדים (אקולוקציה) החוזרים מהסביבה. החוקרים מעריכים שהסיבה לכך נובעת מהדיוק הרב שנותנת מערכת הסונאר, כלומר שהאקולוקציה היא בעצם כלי נוסף שמסייע לראייה ובעצם מוודא שהם מנווטים היטב.

 

מנגנון משלים

המחקר נערך בהנחיית פרופ' יוסי יובל, ראש בית הספר סגול למדעי המוח וחוקר בבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב. את המחקר הוביל הדוקטורנט עופרי איתן בשת"פ עם ד"ר מאיה ויינברג, ד"ר סשה דנילוביץ' ורעות אסא, גם הם מאוניברסיטת תל-אביב, ויובל ברקאי צלם הטבע העירוני. המחקר התפרסם לאחרונה בכתב העת Current Biology.

 

לדברי החוקרים, ככלל עטלפים פעילים בעיקר בלילה והאקולוקציה היא הכלי שבאמצעותו הם מנווטים את דרכם בשעות החשכה. עם זאת, לטענתם בשנים האחרונות ישנה תופעה הולכת וגוברת במדינת ישראל, בעיקר בתל אביב (אבל גם בערים אחרות), שבמסגרתה עטלפי פירות (עטלף הפירות המצרי), מעופפים להנאתם גם במהלך היום. במחקר הנוכחי ביקשו החוקרים לבחון מה קורה כאשר העטלפים פעילים במהלך היום, והאם גם בתנאי ראות טובים הם נעזרים בחוש הייחודי.

 

במסגרת המחקר, בדקו החוקרים לראשונה בעולם את הפעילות וההתנהגות של עטלף הפירות במהלך היום. המחקר בוצע בעזרת צילום והקלטת אודיו של פעילות עטלפים ביום בשלושה מצבים שונים: בבוקר, כשהם יוצאים לפעילות ברחבי תל אביב, בהמשך היום, כשהם משחרים בעצי שקמה בתל-אביב, וכן כשהם שותים מים מבריכה מלאכותית. נמצא שבכל אחד מהמצבים האלה, העטלפים השתמשו באקולוקציה.

 

רואים ושומעים כדי להתמצא

"השווינו בין נחיתות לתעופה בין העצים וגילינו שלקראת הנחיתה העטלפים מגבירים את קצב הקריאות שלהם וזאת כדי לאכן את ההדים מהסביבה", מסביר עופרי איתן. "בנוסף, זיהינו שגם בבריכות המים העטלפים הגבירו את קצב הקריאות לקראת המגע עם המים והפחיתו אותן (ואף לעיתים הפסיקו לגמרי), לאחר שיצאו מהמים לשטח פתוח. מנגד, היו מקרים שהעטלפים יצאו מהמים ומולם ניצב קיר וגם במקרים אלו הם חזרו לעשות אקולוקציה, כך שכל התוצאות שלנו מראות שעטלפי הפירות עושים שימוש פונקציונלי במנגנון הייחודי".

 

"התוצאות שלנו חד משמעיות ומראות שעטלפי הפירות עושים שימוש תדיר באקולוקציה גם במשך היום כשהראות היא טובה. להערכתנו, הדבר נובע מכך שהאקולוקציה מאפשרת לעטלפים לערוך מדידה מדויקת יותר של מרחקים בין עצמים בסביבה, ושהם מחברים במוחם את המידע הראייתי ביחד עם המידע השמיעתי. המחקר למעשה מראה כמה חשובה אינטגרציה בין חושים שונים, בדיוק כמו שאנחנו, בני האדם, מחברים מידע ראייתי ומידע שמיעתי, למשל כשאנחנו חוצים כביש", מסכם פרופ' יוסי יובל.

מחקר

25.04.2022
להרגיש את תל אביב מלמטה

מה קורה מתחת לאספלט של העיר ללא הפסקה?

 

  • מדעים מדויקים

תל אביב היא עיר עם כחצי מיליון תושבים ועוד כמה מאות אלפים שמגיעים אליה כל יום לעבודה, בילויים ומסחר. כך שאפשר לומר שהאספלט אצלנו צפוף רוב הזמן. אבל מה קורה מתחת למדרכות, לשבילי האופניים ולכבישים? ולמה אנחנו חייבים להתעניין בזה? זה בדיוק מה שצוות חוקרים מבית הספר לסביבה ולמדעי כדור הארץ ע"ש פורטר ומבית הספר להנדסת חשמל בפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן הגיעו כדי להסביר לנו.

 

WAZE סיסמי

ד"ר אריאל ללוש מהחוג לגיאופיזיקה בבית הספר לסביבה ולמדעי כדור הארץ, עוסק בדרך כלל בחקר רעידות אדמה ובהדמיה של תת הקרקע. במחקרים שלו בארץ ובעולם הוא מאזין לרעידות שמקורן עמוק מתחת לפני הקרקע, דרך גלים סיסמיים שמתפשטים בתווך התת-קרקעי ונקלטים בחיישנים מיוחדים. אבל במחקר שהוביל ביחד עם חן כהן, דוקטורנט להנדסת חשמל מהפקולטה להנדסה, שמתמחה בעולמות האופטיקה ובלמידת מכונה, ורועי מזוז ועוז מתוקי, סטודנטים לתואר ראשון בהנדסת חשמל ופיזיקה, הוא ביקש דווקא לבדוק כיצד ניתן לקבל נתונים מדויקים על מה שקורה בכבישים ובמדרכות של תל אביב באופן פשוט וזול, כדי לשפר את האופן שבו מתוכננת העיר ואולי אפילו למנוע תאונות ולצמצם פגיעות אפשריות מרעידות אדמה. המחקר מסתמך על למידת מכונה וחישה סיסמית באמצעות סיבים אופטיים שמוטמנים מתחת לאדמה וקולטים, בין השאר, גם את תנועת הרכבים והולכי הרגל מעליהם. מסתבר שזה אפשרי ואפילו מאפשר לעקוב אחרי תנועת רכבים בכל העיר ולנטר את האזורים שמועדים לפורענות במקרה של רעידת אדמה.

 

ביחד עם שותפיו לפרויקט, יצר אריאל קשר עם מנהל מחלקת ההטמעה במערכות מיחשוב בעיריית תל אביב, מר אבי חדד, והסביר לו מה הוא רוצה לעשות: לתת לעירייה כלי לתכנון עירוני חכם. בעירייה נדלקו כל הפנסים. הפיילוט אושר עם בקשה: צרו לנו בבקשה WAZE סיסמי שיעזור לנו, עד כמה שאפשר, לקבל תמונה מלאה של מצב הפקקים בעיר.

 

חוקרים את תל אביב מלמטה. מימין: עוז מתוקי, חן כהן, ד"ר אריאל ללוש ורועי מזוז

 

מידע אנונימי וזול

דרך חדר התקשורת של העירייה התחברו החוקרים לסיב באורך של כקילומטר, שהוטמן בעומק של כמטר מתחת לפני הקרקע. למזלם, הם לא היו צריכים להתלכלך ולהניח את הסיבים בעצמם - הם 'תפסו טרמפ' על סיבים שקיימים בשטח ולא נמצאים בינתיים בשימוש. "כשאנחנו אומרים 'להתחבר לסיב', אנחנו בסך הכול צריכים את הקצה שלו, כלומר שאם יש חדר בקרה שממנו יוצאים כל הסיבים - מספיק לנו להיות שם", מסביר עוז.

 

באמצעות דוגם אופטי מיוחד, שאותו חיברו לארון התקשורת, נשלחים פולסים של לייזר בצורה מתוכננת לתוך הסיב. הדוגם יודע לנתח את ההחזרים של הלייזר ולתרגם אותם לאופן שבו הסיב רועד.

 

אבל למה בכלל צריך את זה? הרי יש מצלמות ו-Waze. "התשובה מורכבת", אומר ד"ר ללוש. "החשיבות הגדולה ביותר של השימוש בנתונים שלנו היא שהסיב נותן מידע שלם ואנונימי. כלומר, לא צריך מצלמה שחושפת את לוחית הזיהוי של הרכב ופני הנהג, ולא צריך לשתף את המיקום שלנו עם גוגל ו-Waze. מצד שני, תמיד אפשר לראות את המיקום של הרכב. אם אסע למשל בלי להדליק את ה-Waze - אף אחד לא יידע שנסעתי, ואז יכול להיות שיש מידע שמתעלמים ממנו, בעוד שהשימוש בסיב מאפשר לי להגיע לשלמות המידע. נוכל לדעת שעכשיו נסעו רכב פרטי ומשאית ואופנוע אבל לא נצטרך לחשוף בדרך את המידע האישי של הנהגים שחלפו עכשיו ליד הדליקטסן באבן גבירול".

 

מי חלף ובאיזו מהירות ליד הדליקטסן? הקלטה של כ-8 דקות על הציר בין עיריית תל אביב ומגדל המאה בשעה שקטה יחסית. הציר האנכי הוא מיקום, הציר הרוחבי - זמן. כל כלי רכב שנוסע הוא קו משופע, כאשר מהירות הנסיעה נתונה על ידי השיפוע עצמו. האלכסונים עם שיפוע שיורד משמאל לימין הם רכבים שנוסעים דרומה ולהיפך.

 

"אנחנו רוצים להוציא מידע סטטיסטי על דברים פשוטים שהעירייה מתעניינת בהם, כמו כמה פעמים רכבים נוסעים במהירות מופרזת או באיזה נתיבים", מוסיף רועי.

 

בנוסף, ד"ר ללוש מדבר על הנושא הכספי. "עלות הצבת המצלמות ברחבי העיר מגיעה למאות אלפי שקלים למצלמה. לרוב שמים אותן בעיקר היכן שיש הצדקה כלכלית, ובגלל זה כמות המצלמות היא מוגבלת ולא מכסה את כל העיר. אני חושב שבעולם שבו יש כבר כל כך הרבה סיבים אפשר לעשות מיפוי שלם יותר של התנועה, אולי גם של רחובות קטנים בתל אביב, שדווקא בהם יש תמיד פקקים בגלל פנייה או רמזור, אבל הם לא מצולמים".

 

החיישן שרואה מעבר לפינה

עם המידע העצום שמתקבל אפשר לעשות לא מעט. "ברמת התכנון העירוני אפשר לקבל תובנות שלמות יותר. למשל, כיצד אפשר לפזר בצורה נכונה יותר צפיפות בכבישים, היכן לסלול עוד נתיבי אופניים או מדרחובים להנאת הציבור ועוד. ויש גם את נושא רעידות האדמה", אומר ד"ר ללוש. "אולי זה לא קשור באופן ישיר לרכבים, אבל אפשר לזהות אזורים שבגלל מבנה הקרקע הספציפי בהם יש סיכון מוגבר במקרה של רעידת אדמה. כלומר, אם כבר מגיעה אנרגיה סיסמית, היא פחות מרוסנת או אפילו מוגברת, ולכן יכול להיות שאזור או רחוב או אפילו בניין ספציפי יהיו יותר מועדים לפורענות".

 

לדבריו, נכון להיום, המפות שמגדירות מהו התקן של בנייה במדינת ישראל מחלקות אותה למספר אזורים בודדים לפי מידת הסכנה מרעידות אדמה, שמתחשבת בעיקר בקרבה לאזורים סיסמוגניים לאורך העתק (שבר) ים המלח. עם זאת, לא קיימת חלוקה ברמת רזולוציה גבוהה כמו זו שהמידע מהסיבים האופטיים יכול להציע.

 

ד"ר ללוש מציג פן נוסף של חשיבות המידע החדש שיוכל לעזור לנו בעתיד הרחוק יותר: "אני מאמין שבעידן הרכב האוטונומי, מידע מסיבים אופטיים יוכל להגיד לרכב 'תיזהר, מישהו עומד להיכנס לך לצומת והמצלמה שלך עדיין לא רואה את זה'. האתגרים שלנו גדולים מאוד - עיבוד כמות מידע עצומה ושידורה. אבל ברמת העיקרון אם אתה רכב שנוסע על הכביש אין לך דרך לברוח מהעובדה שיש לך משקל, וכן, אתה מעוות את הקרקע ולכן הסיב האופטי 'ישמע' את זה".

 

'תיזהר, מישהו עומד להיכנס לך לצומת והמצלמה שלך עדיין לא רואה את זה'

 

ג'ונגל של הפרעות

הניסוי נמשך כשבוע, ובמהלכו נאסף מידע באופן רציף. הצוות בנה מודל שלומד את התבניות הסיסמיות שנקלטות על ידי הסיב ויודע לספר מה קורה מבחינת תנועת הרכבים ואפילו של הולכי הרגל, ולקבל סיווג ראשוני בהתאם לסוג הרכב. ישנן גם תוצאות ראשוניות בהקשרים של זיהוי נתיב הנסיעה, מה שרלוונטי במיוחד לניטור תנועה לא רצויה בנתיבי תחבורה ציבורית. כעת עובדים החוקרים על "ניקוי וסינון" המידע על מנת לטייב את ביצועי המודל.

 

"כשעושים ניסוי בפעם הראשונה אוספים את המידע הכי צפוף וברזולוציה הכי גבוהה שאפשר. עכשיו אנחנו מבינים שהחתימה של הרכבים ושל הולכי הרגל פשוטה יחסית, ובעתיד נוכל לשנות את זה כדי להוריד את העומס באיסוף ועיבוד המידע, אומר ד"ר ללוש. "האתגר הגדול הוא ללמד את המחשב לנתח ולהפריד את הדברים, וזה הולך ומשתפר", מוסיף חן.

 

גם הם משדרים גלים סיסמיים. רוכבות ורוכבי כלי רכב דו-גלגליים בשביל אופניים תל אביבי

 

פתרון אקסקלוסיבי

במידה והפיילוט ימשיך, העירייה תוכל בעתיד לבדוק השפעות רבות ושונות בהקשר של תכנון עירוני. למשל, לדעת האם מסלולי האופניים הרבים שנסללו ברחבי העיר אכן משמשים את התושבות והתושבים, באילו רחובות מעדיפים הולכי הרגל לצעוד ובהמשך לפתח מסלולי הליכה פתוחים נוספים כדי להמשיך ולהפוך את העיר למזמינה יותר לתנועה רגלית או בלתי ממונעת.

 

"אם נראה שהתוצאות הראשוניות של המחקר הזה מוצלחות, ויש לי הרגשה שכן, בעתיד נתכנן מסלול סיב שעובר ברחובות שלעירייה חשוב לקבל עליהם יותר מידע", מסכם ד"ר ללוש. כעת מחפש הצוות סטודנטים ודוקטורנטים נוספים שמעוניינים לקחת חלק בהמשך הפרויקט. אם אתם.ן מחפשים.ות נושא לעבודת מאסטר או דוקטורנט צרו קשר עם אריאל.

מחקר

11.04.2022
קורונה! האפונה והדלעת מאחורייך!

חוקרים גילו 'נשק בריא' נגד הקורונה: תוספי המזון שמצויים בירקות ובפירות

  • רפואה ומדעי החיים

האם תוספי התזונה שמצויים בירקות ופירות יהוו את ה"נשק הבריא" של האנושות במלחמתה נגד נגיף הקורונה? כך לפחות סבור צוות מומחים מאוניברסיטת תל אביב. הפיתוח החדש של החוקרים מראה ששימוש בצירוף של תוספי תזונה מוכרים ונפוצים, שחלקם מצויים בפירות ובירקות כמו אגוזי קשיו וזרעי דלעת, אפונה, סלק, כרוב, פטריות, אספרגוס ועוד, עשוי לסייע בהגנה מפני נגיף הקורונה וכן ממספר נגיפים נוספים הגורמים למחלות חורף נפוצות.

 

יותר אבץ = שיפור החוסן הגופני

המחקר נערך בהובלת פרופ' אהוד גזית, פרופ' ערן בכרך ופרופ' דניאל סגל מביה"ס שמוניס למחקר ביו-רפואי וחקר הסרטן בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, ויחד איתם הדוקטורנטית טופז קרייזר וד"ר דור זגורי וחוקרים נוספים. המאמר פורסם לאחרונה בכתב העת המדעי Pharmaceuticals.

 

מאז פרץ נגיף הקורונה, נמצא העולם במרוץ חימוש כנגד מוטציות, וריאנטים והתפרצויות רחבות היקף במטרה לצמצם תחלואה, אשפוזים, וכן את הפגיעה בחיי אדם ובכלכלת המשק. ההתמודדות עם הנגיף מתבססת בעיקרה על חיסונים שונים, לצד מספר תרופות אנטי-ויראליות. עם זאת, נגיף הקורונה משתנה במהירות רבה, וכיום החיסונים והטיפולים המבוססים על ההיכרות של המערכת החיסונית דורשים עדכון תדיר. הדבר נכון גם לנגיפי RNA אחרים כגון נגיף השפעת ונגיף ה-RSV שאף הם גורמי מחלה ותמותה משמעותיים.

 

"ידוע כבר מזמן שתוספי תזונה המכילים אבץ הם בעלי פוטנציאל לשפר את החוסן הגופני מפני זיהומים חמורים, נגיפיים וכרוניים, ומפני ההשלכות החמורות שעשויות להתלוות להם. לאור זאת שהנגיף משתנה בקצב מהיר, החלטנו לבחון אפשרות של פיתוח תרכיבים פעילים שעשויים מתוספי תזונה זמינים ובטוחים לצריכה, ואשר יסייעו להורדת העומס הנגיפי בגופו של האדם שנדבק בנגיף ולצמצם הדבקות", מסביר פרופ' גזית.

 

שייק פלבנואידי מפירות וירקות

במסגרת הפיתוח הבינו החוקרים שריכוז האבץ התוך-תאי שמושג על ידי צריכה של אבץ בלבד הינו נמוך יחסית, ולפיכך, על מנת להגבירו השתמשו החוקרים בשילוב סינרגטי של פלבנואידים, שהם תרכובות מסוג פוליפנול אשר  ניתן למצוא במגוון של פירות וירקות. לתרכיב של האבץ והפלבנואידים הוסיפו החוקרים נחושת, וזאת על מנת למנוע חוסר איזון יוני במהלך הטיפול וכדי לשפר את היעילות.

 

"בדיקות מעבדה מתקדמות, ובהן PCR, הראו כי לשילובים הייחודיים שמצאנו יש אפקט חיובי בהפחתת העומס הנגיפי בתאים, ובכלל זה ירידה בשיעור של 50 עד 95 אחוזים ברמות השכפול הגנומי של קבוצות מגוונות של נגיפי RNA ובהם נגיף ממשפחת הקורונה, נגיף השפעת ונגיפים נוספים", מסביר פרופ' סגל ומוסיף "זוהי תוצאה מבטיחה ביותר, שעל בסיסה ניתן להכין מוצר מדף שישמש כטיפול זמין במתן בבליעה ללא צורך במרשם רופא. מוצר שכזה יהיה בטוח לשימוש, טבעי, מועיל להגנה מפני מגוון סוגים של נגיפים, ואף מתאים למוטציות ווריאנטים חדשים – ובכך יש בשורה משמעותית".

 

"שכבת הגנה משלימה לחיסונים ולתרופות"

יצוין כי הניסויים נעשו עד כה במעבדה בלבד, מחוץ לגוף החי, אולם החוקרים אופטימיים באשר ליישומיות המחקר ומקווים להתחיל בקרוב ניסוי קליני בבני אדם, בדרך ליצירת טיפול נגיש וזמין לכלל האוכלוסייה. לאור העובדה שמדובר במרכיבים שהם תוספי תזונה מאושרים, ולאור התחלואה העולמית הקשה, הוחלט להציע את המוצר, המיועד למניעת תחלואה, ולצאת איתו לשוק עוד לפני שיתקבלו תוצאות מניסויים קליניים.

 

"ידוע כי  רפואה טובה כוללת רפואה מונעת. ואכן, התכשיר שאנו מקווים כי נוכל להציע לקהל הרחב, יהיה בעל טווח כיסוי רחב עבור שורה של מחלות חורף נגיפיות ובהן גם קורונה ושפעת", אומר פרופ' בכרך ומסכם "מה שמעניין הוא הגמישות הפוטנציאלית של הטיפול. ראינו כי שילוב של מספר פלבנואידים ואבץ מסייע באופן סינרגטי להגנת תאים מפני טווח רחב של נגיפי RNA שונים. אנו חוזים כי ניתן יהיה לשלב את התכשיר כשכבת הגנה משלימה לחיסונים ולתרופות האנטי-נגיפיות הקיימות".

 

חברת המסחור של אוניברסיטת תל אביב, "רמות", נמצאת במשא ומתן מתקדם עם חברה אמריקנית להענקת רישיון לשיווק והפצת המוצר. "אנו רואים פוטנציאל עצום במוצר מדף טבעי, חדשני וזמין לכולם, שמספק חיזוק והגנה לגוף מפני וירוס הקורונה כמו גם כנגד זיהומים וויראליים אחרים", כך אמרה קרן פרימור כהן מנכ"לית רמות.

 

מימין: פרופ' אהוד גזית, פרופ' דניאל סגל ופרופ' ערן בכרך

מחקר

11.04.2022
מחקר בינלאומי רחב-היקף: קיפודי ים חיו על פני כדור הארץ כבר לפני כ-300 מיליון שנה

הממצאים מראים כי קיפודי הים הופיעו על פני כדור הארץ כ-50 מיליון שנה לפני המועד המקובל עד היום במדע

  • רפואה ומדעי החיים

במחקר בינלאומי רחב היקף, בהשתתפות הביולוג הימי ד"ר עמרי ברונשטיין מאוניברסיטת תל אביב, יישמו החוקרים גישות חדשות לתיארוך ההתפתחות האבולוציונית של קווצי עור – בעלי חיים ימיים שוכני קרקעית, ביניהם קיפודי ים, כוכבי ים, מלפפוני ים ועוד. החוקרים שילבו בין ניתוח פילוגנטי של הגנום השלם של 54 מינים שונים – מהם 18 גנומים שלא מופו מעולם, לבין תיארוך פליאונטולוגי באמצעות מאובנים של קיפודי ים, שנאספו מכל רחבי העולם. להפתעת החוקרים העלו הממצאים כי מינים רבים הופיעו על פני כדור הארץ כבר לפני כ-300 מיליון שנה, זמן רב (כ- 50 מיליון שנה) לפני המועד המקובל עד היום במדע.

 

ממצאים אלה הובילו למסקנה שיותר מינים מהמשוער שרדו את אירוע ההכחדה הענק שהכחיד מעל 80% מהמינים על פני כדור הארץ לפני 250 מיליון שנה. לדברי החוקרים, "מעבר לעניין המדעי הברור, אנחנו סבורים שהבנה מעמיקה של המינים ששרדו אירוע הכחדה קודמים עשויה לסייע לנו להתמודד עם אירוע ההכחדה הנוכחי, שמתחולל כבר עשרות שנים, ונגרם במידה רבה על ידי האדם." במחקר הנרחב השתתף ד"ר עמרי ברונשטיין מבית הספר לזואולוגיה וממוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב. כמו כן השתתפו חוקרים ממגוון מוסדות מחקר בארה"ב, אנגליה, צ'ילה ואוסטריה. המאמר פורסם בכתב העת eLife.

 

"המחקר שלנו מתמקד במערכת בעלי חיים ימיים המכונים קווצי עור (׳קווץ׳ מלשון קוץ, שכן רובם נושאים קוצים), שכוללת בין השאר את קיפודי הים, כוכבי הים, מלפפוני הים, ועוד," מסביר ד"ר בורשטיין.  "מדובר בחסרי חוליות ימיים שוכני קרקעית, שלהם חשיבות רבה בחקר האבולוציה: בעץ האבולוציוני הם מצויים בצומת שבו מתפצלים בעלי החוליות מחסרי החוליות (עימם נמנים קווצי העור).

 

לקווצי העור חשיבות עצומה גם בהיבט האקולוגי: הם מהווים שחקן מרכזי בסביבה הימית, בכל עומק ובכל אזור על פני כדור הארץ, והיעלמותם מאזור מסוים גוררת בעקבותיה שינויים קיצוניים. דוגמה מוכרת: בשנות ה-80 של המאה שעברה קרסה אוכלוסיית קיפודי ים בים הקריבי בעקבות מחלה. כתוצאה מכך התרבו מאוד האצות ששימשו מזון לקיפודי הים, והגידול הלא מבוקר של האצות הוביל למותן של שוניות האלמוגים. ואצלנו: אוכלוסיית קווצי העור במפרץ אילת פחתה משמעותית בעשורים האחרונים, כשמנגד מינים מסוימים של קיפודי ים מהים האדום (אילת) הגיעו והתבססו באלפיהם לחופי הים התיכון – שתי תופעות המעוררות חשש להפרת האיזון האקולוגי לחופינו".

 

בנוסף לדבריו של ד"ר ברונשטיין יש לקווצי העור חשיבות כלכלית רבה, וחלקם נחשב למעדן יוקרתי בשוק בינלאומי שמגלגל כמיליארד דולר בשנה. אלו רק חלק מהסיבות לעניין ולעיסוק הנרחב בקווצי העור לאורך ההיסטוריה, ועד לימינו אנו.

 

ד"ר בורשטיין מתחת למים

 

המחקר הנוכחי הינו המקיף ביותר שנערך אי פעם על ההיסטוריה האבולוציונית של קווצי עור בכלל וקיפודי ים בפרט. את הממצאים הגנטיים שילבו החוקרים עם תיארוך מבוסס מאובנים - במטרה למפות בדיוק רב ככל האפשר את ההיסטוריה האבולוציונית של קווצי העור על ציר הזמן.

 

לטענת החוקרים הממצאים היו מפתיעים מאוד שכן הם מעידים על טעויות משמעותיות בתיארוך המקובל של מועדי הפיצולים (נקודות ההתמיינות של מינים) בעץ האבולוציוני. למעשה, המחקר העלה כי אירועים אבולוציוניים רבים בהיסטוריה של הקבוצה התרחשו עד 50 מיליון שנה מוקדם יותר מכפי שחשבו עד היום.

 

"העבודה שלנו מראה שקיפודי הים המודרניים החלו להתמיין למינים שונים לפני כ-300 מיליון שנים, ורבים מהם שרדו את אירוע ההכחדה 'הפרמי-טריאסי' שהתרחש לפני כ-252 מיליון שנה, שהוא הנרחב ביותר שידע כדור הארץ עד היום," מסביר ד"ר ברונשטיין. "באירוע זה, שהתרחש ככל הנראה כתוצאה משינויי אקלים קיצוניים בעקבות התפרצויות געשיות או פגיעת מטאור, הוכחדו כ-81% מכלל המינים הימיים וכ-83% מכל הסוגים שחיו אז על פני כדור הארץ. המשמעות היא שמרבית המינים שאנו מכירים כיום נוצרו לאחר אותו אירוע הכחדה דרמטי. לממצאים שלנו יש משמעות רבה לחקר האבולוציה בכלל, ולא רק לזו של קיפודי הים. הם מעידים שאפילו כאשר יש בידינו שפע של מאובנים ומחקר נרחב ביותר על הקבוצה, כמו במקרה של קיפודי הים, ההערכות עלולות לשגות בעשרות מיליוני שנים. זוהי תזכורת נוספת שעוד רב הנסתר על הגלוי במחקר המרתק של האבולוציה."

 

"גם בימינו אלה אנחנו מצויים בעיצומו של אירוע הכחדה נרחב, רק שהפעם פעילות האדם מהווה בו גורם מרכזי. לימוד מעמיק של אירועי הכחדה בעבר, הסיבות שהביאו להתרחשותם והמינים שהצליחו לשרוד אותם, עשוי לסייע לנו בהתמודדות עם ההכחדה הנוכחית. המחקר שלנו מראה שאנחנו ככל הנראה יודעים פחות משחשבנו. בפרק נוסף במחקר אנו מציעים שיטה שעשויה לצמצם את השגיאות בתיארוך המבוסס על שילוב של אנליזות גנטיות ומאובנים. למען עתידו של כדור הארץ, ועתיד המינים החיים עליו, כולל האדם, חשוב להמשיך ולחקור לעומק את תולדות היצורים המצויים בו, או במילה אחת – אבולוציה," מסכם ד"ר ברונשטיין.

מחקר

11.04.2022
האם החיסון בטוח? שאלו את החיישן!

טכנולוגיה חדישה תאפשר לקבוע את בטיחות החיסונים באמצעות חיישנים חכמים

  • הנדסה וטכנולוגיה
  • רפואה ומדעי החיים

רבות ורבים מתלבטים לגבי שימוש במוצר חדש שנכנס לשוק ומעדיפים לקבל המלצות ממי שכבר התנסה בו. על אחת כמה וכמה כשמדובר בתרופות ובחיסונים. כיום, המחקרים הקליניים לבדיקת בטיחות של חיסון חדש מסתמכים על דיווחים סובייקטיביים של הנבדקים, שבאופן טבעי עשויים לגרום להטיה של המחקר. מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב מאפשר לראשונה בעולם, לקבוע את הבטיחות של חיסונים חדשים באמצעות חיישנים חכמים ועל פי פרמטרים פיזיולוגיים אובייקטיביים. לדבריהם, כאשר מסתמכים על נתונים פיזיולוגיים ואובייקטיביים שמוזנים באמצעות חיישנים שמוצמדים לגוף - התוצאות הן ברורות וחד משמעיות.

 

הסוף לעידן הדיווח העצמי

במחקר הנוכחי, הצליח צוות החוקרים להוכיח שניתן לבדוק את יעילותו של חיסון חדש באמצעות חיישנים חכמים. המחקר נערך בזמן קבלת החיסון השני של הקורונה. המחקר נערך בהובלת ד"ר יפתח גפנר מהחוג לאפידמיולוגיה ורפואה מונעת בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר, ד"ר דן ימין וד"ר ארז שמואלי מהפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן. הוא פורסם בכתב העת Communications Medicine מבית Nature.

 

"בשיטה המקובלת כיום, מחקרים קליניים שנועדו להעריך את בטיחותו של טיפול או של חיסון חדש נערכים באמצעות שאלונים של דיווח עצמי. החוקרים שואלים את הנבדקים איך הם מרגישים לפני ואחרי שקיבלו את הטיפול או החיסון. כמובן, מדובר בדיווח סובייקטיבי לחלוטין. גם כשפייזר ומודרנה פיתחו את החיסון נגד נגיף הקורונה החדש, עדיין הוכיחו את הבטיחות שלו באמצעות דיווח עצמי", מסביר ד"ר גפנר.

 

החוקרים ציידו את המתנדבים בחיישנים חדשניים ומאושרי FDA של חברת ביוביט הישראלית, שהודבקו לגופם ובדקו את תגובותיהם הפיזיולוגיות יום לפני קבלת החיסון ועד שלושה ימים אחריו. חיישנים אלו מנטרים 13 מדדים פיזיולוגיים כגון קצב לב, קצב נשימה, סטורציה (חמצן בדם), נפח פעימת לב, טמפרטורה, תפוקת לב ולחץ דם. התוצאות היו מפתיעות: מצד אחד החוקרים זיהו חוסר קשר משמעותי בין הדיווחים הסובייקטיביים על תופעות הלוואי למדידה בפועל. למשל, נבדקים שהעידו בשאלונים על כך שכאב להם הראש למרות שלא באמת כאב להם הראש ואחרים שאמרו שהם לא ישנו כל הלילה, למרות שבעצם הם ישנו שמונה שעות רצוף.

 

בנוסף, הם מצאו שתופעות הלוואי עולות ב-48 השעות הראשונות ואחר כך חוזרות לנורמה שלפני החיסון. כלומר, באמצעות הערכה ישירה לבטיחות החיסון ניתן לומר שישנה תגובה פיזיולוגית לחיסון ב 48 השעות הראשונות, ולאחר מכן הערכים מתייצבים חזרה.

 

"המסר שעולה מהמחקר שלנו הוא ברור", מסכם ד"ר גפנר. "ב-2022 הגיע הזמן לערוך בדיקה שהיא רציפה, רגישה ואובייקטיבית של בטיחות חיסונים וטיפולים חדשים. אין סיבה להסתמך על דיווחים עצמיים, ואין סיבה להמתין להופעה של תופעות לוואי נדירות כמו מיוקרדיטיס, דלקת שריר הלב, אירוע שקורה אחת ל-10,000. הרי אפשר למצוא סימנים מקדימים לדלקת באמצעות חיישנים מתקדמים, ובכך לזהות בכמה החיסון משנה מדדים פיזיולוגים ואת הסיכון לדלקת. מצד שני, כשמזמינים נבדקים למרפאה ובודקים  להם לחץ דם, מן הסתם לחץ הדם שלהם עולה כי הם נלחצים מהסיטואציה. מדידה רציפה בבית פותרת את הבעיות הללו באמצעות ניטור פשוט, נוח, זול ומדויק. זוהי הרפואה שאנו שואפים אליה בשנת 2022".

 

מימין: ד"ר ארז שמואלי, ד"ר יפתח גפנר ופרופ' דן ימין

מחקר

06.04.2022
טכנולוגיה ייחודית של R.N.A – צעד משמעותי לחיזוק המלחמה המותאמת אישית בסרטן

הננו-תרופה שתוקפת את הסרטן פעמיים: גם משפרת את האפקטיביות של הכימותרפיה וגם מחזקת את המערכת החיסונית

  • רפואה ומדעי החיים

כימו-אימונותרפיה, המשלבת כימותרפיה ואימונותרפיה, נחשבת היום לסטנדרט המתקדם ביותר בטיפול במגוון של מחלות סרטן. שעה שהכימותרפיה משמשת להרס תאי הסרטן, האימונותרפיה מעודדת את תאי מערכת החיסון לזהות ולתקוף את התאים הנותרים. אלא שחולים רבים אינם מגיבים לטיפול כימו-אימונותרפי, ופירושו של דבר שהטיפול אינו ממוקד דיו.

 

כעת, חוקרים מאוניברסיטת תל אביב הוכיחו בהצלחה שמערכת הובלה המבוססת על ננו-חלקיקים שומניים מסוגלת לטפל באמצעות רנ״א גם בעמידות לכימותרפיה וגם בעמידות לאימונותרפיה. המחקר פותח פתח חדש למלחמה ממוקדת ומותאמת אישית בסרטן, ותוצאותיו התפרסמו בכתב העת החשוב Advanced Materials. את המחקר הובילו פרופ' דן פאר, ראש המעבדה לננו-רפואה, המכהן גם כסגן הנשיא למחקר ופיתוח באוניברסיטת תל אביב ומחלוצי פיתוח תרופות הרנ"א בעולם, יחד עם ד"ר סיאוק-ביאום יונג, פוסט דוקטורנט מקוריאה. המחקר מומן על ידי מענק ERC של האיחוד האירופי ומלגת מחקר מטעם ממשלת קוריאה.

 

פרופ' פאר וצוותו הם הראשונים בעולם שהוכיחו כי ניתן לייצר מערכת הובלת תרופות המבוססת על ננו-חלקיקים שומניים, שתפרוק את מטענה אך ורק בתאי המטרה – הן בתאי הסרטן (לכימותרפיה) והן בתאי מערכת החיסון (לאימונותרפיה).

 

ממוקד וחזק יותר

"מדובר בחלקיק אחד שיודע לפעול בשתי זירות", מסביר פרופ' פאר. "הוא גם גורם לתאי הסרטן העמידים יותר לכימותרפיה להיות רגישים יותר והוא גם נותן בוסטר לתאי מערכת החיסון והופך אותם לרגישים יותר לתאי הסרטן. עם ננו-חלקיק ממוקד אחד אנחנו למעשה מספקים שני טיפולים שונים – ובשני אתרי מטרה שונים מאוד. את הפיתוח בדקנו בחיות מודל משני סוגים – חיות מודל עם מלנומה גרורתית וחיות מודל עם גידול מוצק מקומי – ובשתי האוכלוסיות ראינו את שני האפקטים של מערכת ההובלה שלנו".

 

הפיתוח החדש ממשיך תגלית מבטיחה, שהראתה כי אנזים בשם HO1 משמש את תאי הסרטן כדי להתנגד לטיפול כימותרפי ולהסוות את עצמו מפני המערכת החיסונית. במסגרת המחקר הקליני, השתקת ה-HO1 בגידול נחשבת לאסטרטגיה אופטימלית, אלא שעד כה הניסיונות להשתיק את האנזים לוו בתופעות לוואי קשות.

 

"גידולים עמידים לכימותרפיה הם חלק מהמלחמה האינסופית שלנו בסרטן", אומר פרופ' פאר. "אנחנו היינו רוצים להשתיק את האנזים HO1 שמאפשר לגידול לפתח עמידות לכימותרפיה, ובמקביל מאפשר לו להסוות את עצמו מפני המערכת החיסונית. אבל השיטות הקיימות הן כמו להפציץ נמלה עם מטוס F-16. הננו-תרופה שלנו יודעת להגיע בדיוק לתאי הסרטן, להשתיק את האנזים ולחשוף את הגידול לטיפול כימותרפי – וזאת מבלי לייצר נזק סביבתי בתאים הבריאים. לאחר מכן, אותו ננו-חלקיק מגיע לתאי ה-T של מערכת החיסון, ומתכנת אותם מחדש לזהות את התאים הסרטניים. גידולים פעילים ואגרסיביים במיוחד יודעים להסוות את עצמם מפני מערכת החיסון, ואנחנו מחזירים להם את הרגישות 'לראות' את הסרטן כמשהו לא טבעי ולתקוף אותו".

 

"זאת הפעם הראשונה שתרופה אחת המבוססת על ננו-חלקיק עם רנ״א עושה שתי עבודות מאוד שונות, ממש הפוכות", מוסיף פרופ' פאר. "מדובר במחקר ראשוני כמובן, אבל ככזה הוא בעל פוטנציאל אדיר".

מחקר

05.04.2022
כיצד מתמודדות הציפורים עם משבר האקלים?

חוקרים מצאו שינויים במבנה גופם של עופות, שנובעים כנראה מהסתגלות להתחממות הגלובלית

  • רפואה ומדעי החיים

האתגרים עם ההתחממות הגלובלית נוגעים לכל מי שחי על פני כדור הארץ. המדענים מתריעים מפני שינויים קיצוניים שבקרוב לא נוכל לעצור, החוקרים מנסים למנוע את רוע הגזירה, ולרתום את ראשות וראשי המדינות ואת אזרחי העולם לפעולה מיידית, ואנחנו מצדנו עוברים לבגדי קיץ ומשתדלים להיצמד למזגן. וכיצד מתמודדים בעלי החיים עם כל הג'ונגל האקלימי הזה? חוקרים מאוניברסיטת תל אביב מצאו שמבנה גופם של מיני עופות רבים בישראל השתנה ב-70 השנים האחרונות, לצורך הסתגלות לשינויי האקלים. מסת גופם של מיני העופות שנבדקו ירדה, או לחלופין אורך גופם עלה, מה שמוביל להגברת היחס בין שטח הפנים לנפח הגוף. החוקרים מעריכים כי מדובר באסטרטגיה שמטרתה להקל על אובדן החום לסביבה. "מצד אחד מדובר בהסתגלות לאקלים המשתנה. מצד שני כשהטמפרטורות מוסיפות לעלות הפתרון הזה עשוי לא להספיק", הם מזהירים.

 

האם הגודל באמת קובע?

המחקר נערך בהובלת פרופ' שי מאירי והדוקטורנט שחר דובינר מבית הספר לזואולוגיה וממוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב. המאמר פורסם בכתב העת Global Ecology and Biogeography.

 

על פי 'כלל ברגמן', שנוסח במאה ה-19, פרט ממין מסוים שחי באקלים קר יהיה גדול יותר מפרט מאותו מין שחי באזור חם יותר. זאת מכיוון שלבעלי חיים קטנים יש יחס גבוה בין שטח הפנים לנפח, שמאפשר להם לאבד יותר חום ומקנה להם יתרון באזורים חמים, בעוד שגוף גדול מתאפיין ביחס קטן של שטח פנים לנפח, ומהווה יתרון כשצריך למנוע איבוד חום.

 

לדבריו של פרופ' מאירי, על פי כלל זה עלתה בשנים האחרונות ההשערה כי בעקבות ההתחממות הגלובלית נחזה בירידה בגודלם של בעלי חיים, אך עם הסתייגות מסוימת: ייתכן שציפורים מלוות-אדם (לדוגמה יוני בית, דרורי בית, ועורבים אפורים), דווקא יגדלו בשל כמות המזון הגדולה העומדת לרשותם, כמו שרואים למשל אצל יונקים כמו תנים וזאבים.

 

רזים וארוכים

החוקרים בחנו את הנושא על פני ציר הזמן ולאורך 70 השנים האחרונות בישראל. במסגרת המחקר הם הסתמכו על אוסף גדול של עופות שנאספו בישראל מאז קום המדינה, השמור במוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב. במחקר נכללו כ-8,000 פרטים בוגרים המשתייכים ל-106 מינים, בהם ציפורים נודדות שעוברות בשטחנו (לדוגמה עלווית החורף, חסידה לבנה ודיה שחורה), ציפורים החיות באופן קבוע בטבע הישראלי (כמו העורבני, האוח העיטי והחוגלה), וציפורים מלוות-אדם שחיות במקומות יישוב. הם בנו מודל סטטיסטי מורכב שכלל מספר רב של פרמטרים, על מנת לבחון שינויים במורפולוגיה: במשקל, באורך הכנפיים ובאורך הגוף של המינים השונים במהלך התקופה הנדונה.

 

"הממצאים שלנו הראו תמונה מורכבת. בסך הכול מצאנו שינויים מובהקים במבנה הגוף אצל רוב המינים שבדקנו. שינויים אלה התחלקו לשני סוגים: חלק מהמינים הפכו ל'רזים' יותר, כלומר שהמסה שלהם ירדה בשעה שאורך גופם לא השתנה. בקבוצת המינים השנייה עלה אורך הגוף, אך המסה לא השתנתה. כמעט ולא נמצאה חפיפה בין שתי הקבוצות, כלומר לא נמצאו כמעט מינים שרזו והתארכו גם יחד. אורכי הכנף לעומת זאת נשארו פחות או יותר קבועים בכל המינים. אנו מעריכים כי מדובר בשתי אסטרטגיות שונות להתמודדות עם העלייה בטמפרטורה, באמצעות הגדלת היחס בין שטח הפנים לנפח הגוף (במילים אחרות: הגדלת המונה או הקטנת המכנה). ב-52% מהמינים ראינו עלייה ביחס הזה (המסייע באיבוד החום מהגוף לסביבה) ואילו התופעה ההפוכה לא נצפתה באף אחד מהמינים שנבחנו", מסביר שחר דובינר.

 

פרופ' שי מאירי ושחר דובינר

 

מה גבול הגמישות האבולוציונית?

ממצאים אלה נצפו בכל רחבי הארץ, ללא תלות באופן התזונה, וכן בעופות מקומיים שחיים בטבע ובמינים מלווי אדם, אשר בניגוד לצפי לא נמצא כי הם השתנו באופן אחר ממינים אחרים; ובמינים ישיבים ונודדים כאחד. עם זאת נמצא הבדל בין האסטרטגיות שנקטו מינים שונים: אורך גופם של מינים נודדים השתנה יותר מזה של מינים יציבים, אך מסת גופם של היציבים נטתה להשתנות יותר מזו של הנודדים.

 

"עצם העובדה שהשינויים נצפו בציפורים נודדות, שמגיעות אלינו מאסיה, מאירופה ומאפריקה, מרמזת כי מדובר בתופעה כלל-עולמית", אומר שחר. עוד מצאו החוקרים כי לשינויי אקלים במהלך הזמן יש השפעה גדולה פי 10 על השינוי המורפולוגי בעופות, בהשוואה להבדלי טמפרטורה בין אזורים גיאוגרפיים שונים, גם כשמדובר באותו מין ובאותו הפרש בטמפרטורה.

 

"על פי הממצאים שלנו, ההתחממות הגלובלית גורמת לשינויים מהירים וברורים במורפולוגיה של עופות. אך מהן ההשלכות של השינוי הזה? האם מדובר בתופעה מדאיגה? האם זו בעיה, או דווקא תופעה חיובית המעידה כי העופות מצליחים להסתגל לשינוי הדרמטי? ייתכן מאוד שלא מדובר בהתאמה אבולוציונית אלא גם, או בעיקר, בגמישות מסוימת שמגלים העופות. אנחנו חוששים שיש גבול לגמישות ולפוטנציאל האבולוציוני בטווח זמן כה קצר, ולכן ככל שתימשך ותתעצם ההתחממות תפחת יכולתם של העופות להתמודד ולמצוא פתרונות", מסכם שחר.

מחקר

05.04.2022
הטכנולוגיה החדישה לביטול החזרת גלי אור ממשטחים

פריצת דרך פיזיקלית והנדסית מציעה שיטה יעילה יותר מהטכניקות הקיימות כיום לצמצום תופעת החזרת האור

  • הנדסה וטכנולוגיה

כאשר קרן אור עוברת מתווך אחד לשני, גם אם שניהם שקופים (כגון מאוויר לזכוכית), חלק מעוצמת האור מוחזר וחלק עובר. תופעה זו, אשר מתבטאת למשל בהשתקפות שאנו רואים כאשר מסתכלים החוצה בשעות החשיכה מחדר מואר דרך החלון, היא תופעה כללית של התפשטות גלים וקיימת גם בגלי רדיו, מיקרוגל, גלי קול, גלי לחץ, ואף בפונקציות הגל המתארות חלקיקים קוונטיים.

 

"תופעת ההחזרה החלקית נובעת מכך שלתווכים שונים תכונות אופטיות שונות," מסביר פרופ' קובי שויער. "כך למשל, ההחזרה החלקית מזגוגית החלון נובעת מכך שמהירות האור באוויר ובזכוכית הן שונות – האור מתקדם לאט יותר בזכוכית. תופעת ההד שאנו שומעים בקרבת מצוקים נובעת מסיבה דומה – גלי הקול יכולים להתקדם בקלות בחומרים מוצקים, במהירות גבוהה יותר מאשר מהירותם באוויר. ההבדל בין מהירות הקול באוויר ובסלע גורם להחזרה חלקית של גלי הקול והוא זה שיוצר את ההד."

 

מחקר חדש מציע שיטה חדשנית לביטול החזרת גלי אור ממשטחים, אשר מונעת החזרה של טווח רחב של אורכי גל או תדרים. המחקר נערך בהובלת פרופ' קובי שויער ופרופ' פבל גינזבורג מביה"ס להנדסת חשמל בפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן, בשיתוף עם ד"ר דמיטרי פילונוב מהמכון לפיזיקה וטכנולוגיה במוסקבה, ופורסם לאחרונה בכתב העת היוקרתי Optics Express.

 

לנטרל את הגורם המפריע

במקרים רבים, מציינים החוקרים, תופעת ההחזרה החלקית מהווה גורם מפריע. במערכות תצפית ואופטיקה מורכבות כגון מיקרוסקופ, תופעת ההחזרה החלקית עלולה לגרום להפחתה דרמטית בעוצמת האור המגיעה לעין האנושית או לגלאי, ובכך לפגיעה משמעותית בביצועי המערכת. כדי להעניק פתרון לתופעת ההחזר החלקית על פני טווח תדירויות רחב, החוקרים ניגשו לבעיה מכיוון שונה לחלוטין.

 

פרופ' שויער מרחיב: "באופן כללי, על מנת להפחית את תופעת ההחזרה החלקית ניתן להשתמש ב'ציפוי נגד החזרות' (anti-reflection coating). ציפוי זה מתפקד כמהוד (באנגלית resonator) הגורם להתאבכות בונה של האור בכיוון ההתקדמות ולהתאבכות הורסת לאחור, וכך מידת ההחזרה פוחתת. ציפויים מסוג זה ניתן למצוא במגוון רחב של מערכות אופטיות ואקוסטיות, ואפילו במשקפי ראייה. החיסרון העיקרי של השיטה הוא יעילותה המוגבלת, אשר מתאימה לתדר יחיד, זהו תדר התהודה."

 

במערכות הנדרשות לטפל בטווח של אורכי גל או תדרים, לדוגמה משקפי ראייה או מיקרוסקופ, השיטה הקיימת אינה מבטלת לחלוטין את ההחזרה החלקית של האור. עקרונית, ניתן להרחיב את השיטה לטיפול בטווח של אורכי גל או תדרים, וזאת ע"י הרכבת ציפוי שכולל מספר שכבות מחומרים ועוביים שונים, אך בפועל קשה מאוד לתכנן ציפויים מרובי שכבות מכיוון שנדרשת אופטימיזציה מסובכת של עובי השכבות ותכונותיהן.

 

נעים להכיר: "מהוד לאור לבן"

על מנת להתגבר על מגבלת היעילות בשיטות הקיימות, פיתחו החוקרים התקן המכונה "מהוד לאור לבן". לדברי פרופ' שויער, "בניגוד למהודים רגילים, המאופיינים ע"י מספר מסוים ומוגבל של תדרי תהודה, המהוד החדש מסוגל להגיב לטווח רציף של תדרים. הרעיון שמאחורי השיטה החדשה הוא שימוש בתכונות הייחודיות של המהוד לאור לבן על מנת ליצור התאבכות הורסת של הגלים המוחזרים על פני כל טווח התהודה של המהוד ובאופן זה לבטלם. מימוש המהוד המיוחד מתאפשר הודות לשילוב של מספר שכבות בעלות תכונות אופטיות שונות, אלא שבניגוד לגישה הקונבנציונלית, התכנון הוא פשוט ואינו דורש אופטימיזציה ממוחשבת מסובכת."

 

החוקרים אימתו את תקפות הרעיון ע"י מימוש מבנה שמבטל החזרות בטווח תדרים רחב בתחום המיקרוגל. לשם כך, הם הרכיבו שני מוליכי גלים בעלי מאפיינים שונים והראו כי ניתן לבטל את ההחזרה החלקית אשר מתרחשת באופן רגיל, כאשר גלי מיקרוגל עוברים ממוליך גלים אחד לשני, ע"י מימוש מהוד אור לבן המורכב ממקטעים של מוליכי גלים בעלי מאפיינים שנבחרו בהתאם. כדי לשלוט במאפייני המקטעים המרכיבים את המהוד, החוקרים מילאו אותם במטא-חומרים שמומשו באמצעות הדפסה תלת ממדית.

 

פרופ' שויער מסכם באופטימיות: "קונספט המהוד לאור לבן הינו אוניברסלי וניתן למימוש לכל סוגי הגלים ובכל טווחי התדרים. ליכולת לבטל החזרות על פני טווח תדרים רחב עשויות להיות השלכות מרחיקות לכת ויישומים רבים כגון מערכות תצפית ודימות טובות יותר, מערכות תקשורת בעלות טווח וקצב מידע משופרים וכן פיתוח טכנולוגיות חמקנות."

אוניברסיטת תל אביב עושה כל מאמץ לכבד זכויות יוצרים. אם בבעלותך זכויות יוצרים בתכנים שנמצאים פה ו/או השימוש
שנעשה בתכנים אלה לדעתך מפר זכויות, נא לפנות בהקדם לכתובת שכאן >>