חידושים, המצאות ופרס נובל אחד

ה-OECD והאיחוד האירופאי מאשרים חלופות חדשות, בהרווארד מפתחים ריאה על שבב לחקר השפעות העישון, פריצת דרך בחקר מחלת זיקה מתגלה באמצעות תרביות אברים ופרס נובל לרפואה מוענק לחוקר שנעזר בשמרים

מאת: תמיר לוסקי

שני כוחות עיקריים מקדמים את ההחלפה של בעלי החיים באמצעים מודרנים מבוססי אדם: לחץ ציבורי הנובע מדאגה לבעלי החיים, והרצון לשפר את מהימנותו ויעילותו של המדע הביו-רפואי. שני הכוחות משלימים זה את זה ומחזקים זה את זה. הראשון מוביל לחקיקה ושינויי מדיניות, והשני מוביל לפיתוח ויישום של שיטות חדישות ויעילות. היום נסקור כמה התפתחויות חשובות המוּנעות מכוחות אלה ונציין גם את פרס הנובל לרפואה שהוענק השנה לחוקר שביצע את מחקרו בשמרים בתרבית.

יושימורי אוסומי אפה פרס נובל לרפואה בעזרת שמרים

פרס הנובל לפיסיולוגיה ורפואה הוענק השנה לחוקר היפני יושימורי אוסומי, על תגליותיו בתחום האוטופגיה (Autophagy), תהליך תאי בסיסי המאפשר למחזר רכיבים תאיים. המלה אוטופגיה מגיעה מיוונית ומשמעותה "אכילה עצמית".

בסדרת ניסויים שבוצעו בשנות התשעים, אוסומי גילה כיצד גנים המעורבים בתהליך האוטופגיה, שולטים בפעולתו של אברון תאי הקרוי ליזוזום (Lysosome) האחראי לפירוק ומיחזור בתא. המחקר, שבוצע בשמרים בתרבית חשף את המנגנונים הבסיסיים המבקרים את תהליך האוטופגיה.

הממצאים אפשרו להבין כיצד האוטופגיה מעורבת במגוון מנגנונים פיסיולוגיים כגון הסתגלות למצבי רעב ותגובה לזיהום, וכיצד מוטציות בגנים המעורבים בתהליך גורמים למחלות כולל סרטן ומחלות ניורולוגיות.

שמר הבירה Saccharomyces cerevisiae
שמר הבירה Saccharomyces cerevisiae

אוטופגיה היא תהליך תאי בסיסי המשותף למגוון אורגניזמים משמרים, צמחים וחד-תאים ועד לבעלי חיים. הידע שלנו בנוגע בנושא עדיין לוקה בחסר, ומערכות מודל כגון שמרים מספקות תשתית מחקרית חשובה וגמישה בהקשר זה, שממנה אפשר להמשיך לתאים אנושיים, מחקר אפידמיולוגי, מולקולרי וגנטי ואמצעים נוספים מבוססי אדם.

מקור: הודעה לתקשורת של הועדה למענק פרסי הנובל

תרבית ריאה על שבב שפותחה בהרווארד משמשת לחקר עישון והשפעותיו

מכשיר חדש החל לעשן בשרשרת כדי לפתוח לחוקרים צוהר חדש לחקר אחד מגורמי התמותה החשובים בעולם. 

המכשיר, שפותח ע"י קבוצת המחקר בראשות דונלד אינגבר (Ingber) באוניברסיטת הרווארד בארה"ב, כולל רספירטור מכני ש"שואף" עשן סיגריות ומעביר אותו דרך תעלות המרוצפות בתאי ריאה אנושיים. מדובר בשבב מורכב, הכולל מספר רקמות ריאה המתקשרות ומבצעות חילוף חומרים דרך תעלות זעירות של מיקרו-פלואידיקה (Microfluidics).

החוקרים תכנתו את המערכת לדמות מגוון הרגלי עישון, עם שליטה על תדירות ומשך השאיפה והנשיפה, ומצאו שהם הצליחו לשחזר את המנגנונים הביומכניים האופיינים למעשנים עם מחלת ריאות חסימתית כרונית. לפי ארגון הבריאות העולמי, מחלה זו היתה בין שלושת גורמי המוות הנפוצים ביותר ב-2012, אחרי מחלת לב איסכמית ושבץ.

המערכת מאפשרת להשוות את התנהגותם של תאים שמקורם באנשים בריאים וחולים הסובלים מהמחלה, ללמוד על המחלה ולבחון טיפולים פוטנציאליים. לדברי אינגבר "ניתן לבחון את הההשפעות של עשן סיגריות בצורה ישירה מאוד על תאי הריאה של מטופל ספציפי ולהשוות אותם למטופלים אחרים". בין היתר, הצוות הראה שתאי ריאה מחולים מייצרים כמות כפולה של Interleukin 8, חלבון המשמש לתקשורת בין תאית ומעורב בתגובה חיסונית, ביחס לתאים מאנשים בריאים.

ניסויים בתחום העישון נעשים מזה עשורים רבים במגוון בעלי חיים, כולל מכרסמים, כלבים וקופים, ואף שמשו את תעשיית הטבק כדי "להוכיח" שסיגריות אינן מזיקות לבריאות ולהגן על עצמן משפטית.
ניסויים בתחום העישון נעשים מזה עשורים רבים במגוון בעלי חיים, כולל מכרסמים, כלבים וקופים, ואף שמשו את תעשיית הטבק כדי "להוכיח" שסיגריות אינן מזיקות לבריאות ולהגן על עצמן משפטית.

המידע שהתגלה בעזרת השבב אומת בהשוואה לתצפיות ממחקרים עם חולים. אך מעבר למהימנותו, השבב מאפשר לחקור את המחלה בפירוט רב יותר מאי פעם, שכן השבב שקוף וניתן להתבונן ישירות בתאים בודדים במיקרוסקופ תחת השפעות העשן ובזמן קבלת טיפולים מסוגים שונים.

מקור: http://dx.doi.org/10.1016/j.cels.2016.10.003

הארגון לשיתוף פעולה ופיתוח כלכלי (OECD) מאשר חלופות למבדקי רעילות

ה-OECD פרסם לאחרונה חמישה מסלולי מבדק חדשים לרעילות, כלים חדשיים לניהול יידע בתחום הרעילות ההמשמשים להערכת הסיכון לבריאות האדם. מסלולי תוצאות מזיקות או AOP, מהווים דרך מובנית ומסודרת לתאר תהליך טוקסיקולוגי היכול להוביל להשפעה מזיקה לבריאות האדם, כתוצאה מחשיפה לכימיקל מזיק.

למעשה, AOP מתאר סיפור במדעי הרעילות כרצף לוגי של "ארועי מפתח" הקשורים ביחס סיבתי, שמתרחשים בשלבים שונים של ארגון ביולוגי, מקנה מידה מולקולרי ועד לתופעות המתחוללות ברמת האורגניזם השלם או האוכלוסיה. בנוסף לתיאור התהליך נכללים בהנחיות גם אמצעי מחקר מומלצים לחקר התופעות המתוארות בכל מסלול.

המסלולים, שפותחו ע"י מועצת המחקר המשולבת (JRC) של האיחוד האירופי ופורסמו ע"י ה-OECD, עוסקים בפיברוזיס בכבד כתוצאה מחשיפה לכימיקלים, גורמים לרעילות עצבית במבוגרים, ורעילות עצבית התפתחותית.

הלכה למעשה, המסלולים מייצגים תהליך של מעבר משיטות מבדק מסורתיות באמצעות בעלי-חיים לשיטות מבוססות תרביות תאים ומודלים ממוחשבים, והקוים המנחים של ה-OECD והאיחוד האירופי מיועדים להנחות חוקרים באילו אמצעים להשתמש כדי לעמוד בכללים ובחוקים הדורשים להימנע משימוש בבעלי-חיים כאשר זמינים אמצעים חלופיים.

מקור: Science Daily

תרביות תאי מוח אנושיים מגלות שוירוס הזיקה גורם למיקרוצפליה

התפרצות מחלת זיקה יצרה כותרות רבות בחודשים האחרונים, עקב התפשטות המחלה באמריקה הדרומית וגילוי מקרים גם במדינות אחרות.

מחלת זיקה גורמת לפגמים התפתחותיים וספציפית מיקרוצפליה. תינוקות הסובלים ממיקרוצפליה נולדים עם ראשים קטנים בצורה חריגה, כתוצאה מגדילה מופחתת של המוח ופגמים התפתחותיים. תופעה זו יכולה להגרם עקב זיהום, פציעה או פגמים גנטיים, ולכן האתגר הראשון שעמד בפני חוקרי המחלה, שהתגלתה בברזיל, היה להבין מהו הגורם להתפרצות מקרי המיקרוצפליה.

פרופ' רהן (Rehen) וצוותו במכון דור (D'or) למחקר והוראה באוניברסיטה הפדרלית של ריו דה ז'ניירו, השתמשו בטכנולוגיה חדשנית – תרביות תאי מוח אנושיים, כדי להדגים כיצד הדבקה וירוס הזיקה אכן גרמה לתקריות המיקרוצפליה שפשו במדינה. מחקרם פורסם בכתב העת Science. תאי המוח יוצרו מתאי גזע שגודלו כתאי גזע עצביים ויצרו אברונים כדוריים ("ניורוספרות").

ZIKV alters morphology and halts the growth of human neurospheres. From: http://science.sciencemag.org/content/352/6287/816.long
ZIKV alters morphology and halts the growth of human neurospheres. From: http://science.sciencemag.org/content/352/6287/816.long

החוקרים הראו כיצד התרביות הכדוריות סבלו אף הן מהתפתחות לקויה לאחר הדבקה בוירוס הזיקה, לעומת מחוללי מחלה אחרים הנפוצים בברזיל, כגון הוירוס הגורם למחלת דנגה, שלא גרמו לתופעות אלו. התוצאות היו כה משמעותיות, שזמן קצר לאחר פרסומם שחרר ארגון הבריאות העולמי דוח המאשר את הקשר הסיבתי בין וירוס הזיקה לתופעת המיקורצפליה. תוצאותיהם אושרו גם במחקרים קליניים עם תינוקות שלקו במחלה.

מקור: Science 352(6287): 816-818

תמיר לוסקי הוא מנהל טכנולוגי בסטארט-אפ בתחום התלת מימד, ובהשכלתו ביולוג שעסק במחקר בתחום המיקרוביולוגיה במסגרת תואר שני. תמיר פעיל לזכויות בעלי חיים מאז 2001, עם מיקוד בתחום החלופות לניסויים בבע"ח במחקר והוראה, נציגה בישראל של "הרשת הבינלאומית לחינוך הומני" ורכז תחום החלופות ב"אגודה הישראלית נגד ניסויים בבעלי חיים".

תגובה אחת הוסיפו את שלכם

כתיבת תגובה

הזינו את פרטיכם בטופס, או לחצו על אחד מהאייקונים כדי להשתמש בחשבון קיים:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת גוגל פלוס

אתה מגיב באמצעות חשבון Google+ שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

מתחבר ל-%s