Klaudyna Dziedzic working
BIRAX fellow Klaudyna Dziedzic at work

תכנית המענקים- במסגרת תכנית BIRAX לרפואה רגנרטיבית

התכנית תומכת בביקורים לצורכי מחקר של דוקטורנטים, תלמידי פוסט-דוקטורט ואחרים, אשר פועלים בתחום הרפואה הרגנרטיבית בבריטניה ובישראל.
מענקי המחקר בתחום הרפואה הרגנרטיבית של תוכנית BIRAX משמשים למימון ביקורי מחקר שאורכם עד 12 חודשים ואשר ממוקדים בפיתוח קשרי מחקר ושיתוף פעולה מדעי.

קרא עוד אודות עבודתם של עמיתי המחקר שלנו, למד כיצד מענק מחקר של BIRAX יכול להשפיע על הקריירה שלך והגש את מועמדותך לקבלת מענק של תוכנית BIRAX

עמיתי המחקר שלנו – עבודתם עם BIRAX

שחזור סביבת הריאה לצורך מעקב אחר תאי ריאה בריאים ונגועים

גאווין מוריס, חוקר פוסט-דוקטורנט במחלקת הנדסת הרקמות של בית הספר לרוקחות של אוניברסיטת נוטינגהם, הגיע בנובמבר 2013 לביקור בן חודש אחד בטכניון, על מנת לשתף פעולה עם פרופ' דרור סליקטר, מן הפקולטה להנדסה ביו-רפואית.
מחלות ריאה מייצגות כמה מן הבעיות הרפואיות הנפוצות ביותר בעולם. על מנת לגלות סוגי טיפול חדשים, אנו זקוקים להבנה מעמיקה יותר של מחלות הריאה. בריאה שמור תפקיד מרכזי לחומר שמוכר בשם "מטריצה חוץ-תאית" (ECM) בכל הנוגע למבנה הריאה ותפקודה, ואף נודעת לו השפעה משמעותית על מחלות הריאה. בקצרה, ה-ECM הוא אוסף של מולקולות שמופרשות על-ידי התאים אשר סובבים את תאי הריאה ותומכים מבנית וביו-כימית בתאים אלה ובאינטראקציות שמתקיימות ביניהם.

מחקרים אלה התמקדו בדרכים שמיועדות ליצור מחדש את סביבת הריאה. במחקרים העתידיים הדגש יושם על הוספת תאים להידרוג'ל ולימוד המאפיינים שלהם בסביבות השונות והממשיות של ה-ECM. ניסויים אלה יסייעו בתהליך האפיון של מצבי מחלות הריאה ויוכלו אף לשמש לבדיקה של סוגי טיפול פוטנציאליים.

"תוכנית המענקים BIRAX סיפקה הזדמנות מצוינת לצבירת ניסיון במעבדה השוכנת בארץ אחרת ואפשר לי לחוות את אופן פעולתן של קבוצות אחרות. ללא הזדמנות זו לא הייתה לי גישה לביו-חומרים הספציפיים הנדרשים, או לידע המקצועי המאפשר לשלוט בחומרים אלה. אני מקווה, כי מדובר בתחילתם של קשרי גומלין פרודוקטיביים בין שתי הקבוצות שלנו".

גילוי טיפול חדש לטרשת נפוצה ולמחלת האלצהיימר

מענק תכנית BIRAX-קרן שילה ודניס כהן הוענק לעופרה מנחם בן-צידון, חוקרת פוסט-דוקטורנטית ממחלקת הפסיכולוגיה של האוניברסיטה העברית בירושלים. המענק אפשר לד"ר מנחם בן-צידון לשהות במשך שישה חודשים במעבדה של פרופ' רובין פרנקלין שבאוניברסיטת קיימברידג' ולחקור את ההשפעה שנודעת למיקרו-גופיפים של מערכת העיכול על החומר (מיאלין) אשר מצפה את האקסונים של מערכת העצבים המרכזית.

מחלות כגון טרשת נפוצה ואלצהיימר הן מורכבות ומחלישות, ואף דורשות בדיקות נוספות לצורך איתור מרפא. במצב רגיל, מערכת העצבים מתפקדת על-ידי העברת מסרים לאורך העצבים דרך המיאלין. מיאלין הוא החומר אשר יוצר שכבה סביב העצב - הלא היא מעטה המיאלין - על מנת לייעל את התמסורת העצבית. הדמיאלינציה המתקיימת במערכת העצבים המרכזית היא התהליך הטבעי של אובדן מעטה המיאלין. לאחר תהליך זה מתקיים תהליך רגנרטיבי ספונטאני אשר קרוי "רמיאלינציה" ומשתנה בהתאם לגיל. במחלות כרוניות כגון טרשת נפוצה נתיבי העצבים נותרים במצב של דמיאלינציה ולפיכך הנם פגיעים ונוטים להתנוון. מדובר בתהליך בלתי הפיך אשר ניצב במוקד השלבים המאוחרים יותר של מחלות אלה, ואינו ניתן לטיפול. אצל אנשים בריאים המערכת החיסונית מצליחה לשלוט ברמיאלינציה באמצעות תאי הדם הלבנים הידועים כ"מקרופאגים".

כיוון שבקיבה מצויות אוכלוסיות גדולות של תאי דם לבנים, ייתכן שאלה יוכלו למלא תפקיד בתהליך המדובר. במסגרת מחקרים אלה בוצעו אנליזות של השינויים שחלים בבקטריות של הקיבה באמצעות אנטיביוטיקה והוכח, כי נוכחות מופחתת של הבקטריות אכן מעכבת את התהליך כולו ולפיכך עשויה למלא תפקיד קריטי במחלות המדוברות.

"מאז ומתמיד האמנתי, כי היכולת לתרגם ידע -  החל במדע בסיסי ועד לפיתוח סוגי טיפול חדשים- תלויה בגישה מולטי-דיסציפלינארית. הדבר ניתן למימוש אך ורק באמצעות שיתוף פעולה אקדמי יציב. זו הייתה המוטיבציה העיקרית שלי בעת הגשת המועמדות לתוכנית המענקים.

ריפוי הלב האנושי באמצעות תאי וריד הלקוחים מרגל אנושית

מענק BIRAX-UJIA הוענק לעטרה נובק, תלמידת רפואה בשנה רביעית מן הטכניון. במאי 2014 נסעה עטרה למשך חודש אחד למעבדה של פרופ' פאולו מאדדו באוניברסיטת בריסטול.

אי-ספיקת לב מהווה בעיה משמעותית בכל רחבי העולם, אשר משפיעה על מיליוני בני אדם ועולה מיליארדים רבים. אף על פי שהסינדרום יכול להיגרם על-ידי סיבות בסיסיות רבות, התוצאה זהה בסופו של דבר: לאברי הגוף השונים לא מגיע הדם הדרוש להם לצורך תפקוד נאות. נכון להיום, אין כל דרך המאפשרת לחדש את רקמת הלב.

שימוש בתאי גזע לצורך טיפול באי-ספיקת לב מהווה אפשרות מלהיבה לכל הדעות. תאי גזע הם תאים ביולוגיים שטרם עברו התמיינות ואשר עשויים להתמיין לתאים ספציפיים, כולל תאי לב. מחקרים אלה התמקדו בייצור תאים לבביים מתאים שנמצאים בוורידי הרגל האנושית. הדבר מתבצע באמצעות שימוש בתאי גזע פלוריפוטנטיים (iPSCs), טכנולוגיה חדשה שמבוססת על לקיחת דגימה קטנה במיוחד מן הרגליים ועל תכנות מחדש של התאים לצורך הפיכתם לתאים לבביים. לצורך פיתוח טיפול לכשלי לב, יידרשו מחקרים נוספים שיאפשרו לקדם את התהליך ולשפרו.

"אירוח חוקרת של תוכנית BIRAX היה חוויה חיובית עבור המעבדה של מאדדו. שילוב זה אפשר להטמיע נהלים וטכניקות מדעיים חדשים".

זיהוי הקשר בין סכיזופרניה לבין המערכת החיסונית

המענק של תוכנית BIRAX-קרן אטקין הוענק לד"ר בינג לאנג, עמית מחקר עצמאי מבית הספר למדע הרפואה באוניברסיטת אברדין. במהלך ביקורו הראשון בישראל ישהה ד"ר לאנג במשך חודשיים במעבדתה של פרופ' מיכל שוורץ במכון ויצמן למדע.

סכיזופרניה – הפרעה מנטאלית שמתאפיינת לעתים מזומנות בהתנהלות חברתית חריגה ובחוסר יכולת להבחין בין מציאות לדמיון – היא גם בעיה שאינה מטופלת כראוי ומשפיעה על 1% בקירוב מאוכלוסיית העולם. עד כה, לא נמצא כל טיפול יעיל לבעיה. ייתכן כי הסיבה לכך טמונה בקשרי הגומלין הבלתי ברורים בין התרופות שבהן נעשה שימוש לבין מקורותיה הממשיים של ההפרעה.

לסכיזופרניה מקור גנטי ברור והגן הרלוונטי למחלה הוא DISC1- אותו גן שזוהה במקור בקרב צאצאיה של משפחה סקוטית ענפה, שרבים מהם סבלו מסכיזופרניה. השפעתו של DISC1 על תפקודי המוח עדיין מורכבת ושנויה במחלוקת. מחקרים שנערכו לאחרונה מלמדים, כי הוא מעורב במידה רבה בנוירו-גנסיס; תהליך שבמהלכו הנוירונים, אותם תאים שאחראים לכלל התקשורת אשר מתנהלת במערכת העצבים המרכזית, מאכלסים את המוח. ניסויים אלה מיועדים להבהיר את הקשר הקיים בין DISC1 לבין המערכת החיסונית, מעצם היותו של הגן גורם התורם לסכיזופרניה.

"אני מאמין שמענק מוצלח של תוכנית זו יסייע לקדם אותי ממעמד של עמית מחקר עצמאי למעמד של חוקר מרכזי ומוכר, ולפיכך יש לו חשיבות מכרעת מבחינת התפתחות הקריירה שלי".

פיתוח שיטות חדשות שיאפשרו לבחון את המתרחש לאחר הזרקתם של תאי גזע למטופלים

המענק של תוכנית BIRAX-קרן ויויאן ומוריס וואהל הוענק לד"ר אדם בדאר, חוקר פוסט-דוקטורנט מן המרכז להדמיה ביו-רפואית מתקדמת ב- University College, לונדון, אשר הוא צפוי לשהות במשך ארבעה חודשים במעבדתה של פרופ' מיכל נאמן, במכון ויצמן למדע.

המחקר של אדם: התחום המלהיב והמבטיח של רפואה רגנרטיבית כולל טיפולים שבמהלכם מוזרקים תאים למטופלים על מנת להיאבק במספר רב של מחלות, לרבות סרטן, אולם במקרים אלה קשה לזהות מה קורה לתאים שהוזרקו, שכן לא ניתן לראותם ללא ניתוח.
מחקרים אלה מיועדים ליצור דרכים חדשות שיאפשרו ניטור לא פולשני, העברה אפקטיבית של תאים בריאים לרקמת היעד ובדיקת הקיימות שלהם לאורך חייהם, תוך שימוש בהדמיה גרעינית ובטכנולוגיית MRI. המחקרים מיועדים לשלב את כל נקודות החוזקה של טכנולוגיות אלה ולגבש ערכת כלים מלאה של מתודולוגיות מן הדור הבא, שיאפשרו להעריך את ההעברה הבטוחה ואת ההשפעה הטיפולית של התאים במסגרת הרפואה הרגנרטיבית.

"מענק זה יאפשר חילופי מיומנויות יעילים ביותר ועולה בקנה אחד עם שאיפותיי בכל הנוגע לקריירה. אני מקווה לחלוק את החוויות והמתודולוגיות שפיתחנו באופן מקומי ב-UCL, במסגרת פלטפורמות ההדמיה השונות, ובתמורה להרחיב את היכרותי עם המדווחים הגנטיים של ה-MRI, שפותחו על-ידי קבוצת נאמן במכון ויצמן".

 

שימוש ברקמות של מטופל הסובל ממחלת כליות לצורך פיתוח תאי כליה בריאים

מענק BIRAX-קרן פירס ניתן לקלאודינה דז'ייצ'יץ, סטודנטית בשנה השנייה ללימודי רפואה מן המכון לחקר תאי אב בילדים של המרכז הרפואי ע"ש שיבא, ומיועד לאפשר לה לשהות במשך חודשיים במעבדה של ד"ר פטרישיה מאריי שבאוניברסיטת ליברפול.

מחלת כליות סופנית (ESKD), שמטופלת כיום אך ורק באמצעות דיאליזה או השתלת כליה, הפכה לגורם מוות עיקרי בכל רחבי העולם. בדרך כלל, ESKD מתפתח כתוצאה מהחמרה במחלת כליות מתונה – תהליך שיכול להימשך מספר שנים. מסגרת זמן ממושכת זו מאפשרת לנסות טיפולים חדשניים שונים, שמיועדים לתקן את הנזק שנגרם לרקמת הכליה ולמנוע את התקדמות המחלה. עם זאת, אף אחד מן הטיפולים שנמצאים כיום בשלבי ניסוי לא הוכיח את עצמו כמושלם.
מטרת הניסויים הנוכחיים היא לפתח טכנולוגיות של "תכנות מחדש", שיאפשרו ייצור של תאי כליה בריאים מרקמות המטופל עצמו.

"אני מאמינה כי תוכנית המענקים של BIRAX לרפואה רגנרטיבית תשפיע בצורה משמעותית על ההתפתחות הכוללת שלי ועל מסלול הקריירה העתידית שלי. זו הזדמנות אדירה שמאפשרת לשלב לימוד של מיומנויות חדשות עם מחויבות נלהבת לנושא ספציפי."

 

תיקון נזקים לאחר פגיעה מוחית

Tמענק של BIRAX – קרן בוניטה ניתן לסבסטיאן גיוטין, חוקר פוסט-דוקטורנט מן המחלקה לנוירוביולוגיה מולקולרית ב- MRC National Institute for Medical Research, על מנת לאפשר לו לשהות שלושה חודשים במעבדה של פרופ' ניסים בנבנישתי שבאוניברסיטה העברית בירושלים.

פגיעה מוחית (לדוגמה, שבץ), שבמהלכה משובשת אספקת הדם למוח ונגרמת פגיעה בתפקוד מוחי, היא אחת הסיבות הנפוצות ביותר לנכות בכל רחבי העולם. במעבדה הוכח, כי התאים המעורבים בשיקום המוח לאחר הפגיעה ניתנים לתכנות מחדש באופן ישיר, לצורך הפיכתם לתאי עצבים בעלי תפקוד מלא. המחקר הקיים מלמד, כי ניתן לשפר עוד יותר את תהליך התכנות מחדש על-ידי חסימה של גן ספציפי וכי תהליך זה עשוי להועיל מאוד, למשל למטופלים הסובלים מפגיעה מוטורית בעקבות נזק מוחי.

עד כה, מחקרים בוצעו בבעלי חיים בלבד והשאיפה היא לעבור למודלים אנושיים. מודלים אלה נדרשים על מנת להבין לעומק את המנגנונים אשר מניעים תהליכים במקרה של פגיעה מוחית, ובסופו של דבר הם אף יסייעו לגלות טיפולים אפשריים לתרחישים מציאותיים.

"מיומנויות חדשות ותוצאות נוספות יעשירו את תכני המחקר שלי וישפרו במידה ניכרת את סיכויי להגיע למשרה קבועה באקדמיה במהלך שלוש השנים הקרובות."

הפיכה של תאי עור לתאים לבביים

המענק של BIRAX – קרן הברון פיליפ למברט ניתן לד"ר קלייר ביילי, עמיתת מחקר קלינית מן המרכז לרפואה גנומית באוניברסיטת מנצ'סטר. ד"ר ביילי תשהה במשך שישה חודשים במעבדה של פרופ' ליאור גפשטיין שבטכניון.

CPVT (Catecholaminergic Polymorphic Ventricular Tachycardia) היא הפרעת קצב לבבית אשר מתגלה בקרב אנשים שמועדים לכך מבחינה גנטית. אף על פי שהיא אינה נפוצה (משפיעה על אדם אחד מכל עשרת אלפים), ההערכה היא, כי היא גורמת ל-15% מכלל מקרי המוות של אנשים צעירים, שמקורם בבעיות לב. כבר הוכח לא מכבר, כי הגן RYR2 הוא הגורם הידוע העיקרי ל-CPVT, אם כי לא הגורם היחיד למחלה. אבל גן זה והמוטציות שלו קיימים בווריאציות שונות. במהלך העמקת ההבנה של ה-CPTV, חשוב לגבש דרך שתאפשר לבחון מהן המוטציות שעלולות לגרום למחלה ומהם הטיפולים שעשויים לרפא את החולים.

מחקר זה יעשה שימוש בתאי גזע לצורך תכנות מחדש של תאי עור, אשר יתפקדו כתאים לבביים, ויאפשר לבחון תאים אלה מבלי שתידרש ביופסיה של שריר הלב (הליך פולשני שאינו נטול סיכונים). גידול התאים מתבצע במעבדה ובה הם יעברו ניסויים שונים על מנת להוכיח כי הם אכן מתנהגים כתאים לבביים. פעילותם החשמלית של תאי לב אלה תיבדק כדי לבחון, אם המוטציה הגנטית אכן קשורה בהפרעה. אם יוכח כי קיים קשר, ניתן יהיה לבדוק תרופות שונות כדי לקבוע אילו מהן מתאימות ביותר לפתרון הבעיה החשמלית ולמניעה של התקפי לב נוספים.

"הצעת מחקר זו תאפשר לי לגבש פלטפורמה לפיתוח ידע והבנה מעמיקה של ה-CPTV)catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia), בעיה משמעותית שמועברת בתורשה ואשר גורמת למוות טראגי ובלתי צפוי של אנשים צעירים. אוכל לקדם את כישוריי המחקריים ובאופן ספציפי אצבור ניסיון בייצור ובאפיון של תאי גזע פלוריפוטנטים מושרים."

השותפים בתכנית המענקים של BIRAX הם מועצת המחקר הרפואי (בריטניה)משרד המדע ,הטכנולוגיה והחלל (ישראל) והמועצה הבריטית.

 

ראו גם