אפשר לנצח את הסרטן?

ננו-גוסט (Nano-Ghost) היא טכנולוגיה חדשנית, המאפשרת הובלה ושחרור ממוקד של תרופות אנטי-סרטניות בגוף, שפותחה על ידי פרופ’ מרסל מחלוף. מדובר במערכת הובלה חדשנית שנועדה למנוע תופעות לוואי של טיפולי כימותרפיה ולהגביר דרמטית את יעילות הטיפול. שמה של מערכת הננו-גוסט ניתן לה הודות לתהליך העבודה, הכולל ריקון תאי גזע מתוכנם, הקטנתם במעבדה לגודל ננומטרי ולהפוך אותם למעין ננו מערכות הובלה הנדסיות (ננו-גוסט), והטענתם בתרופות שונות. במהלך הטיפול, מזריקים לחולה את אותם ננו מערכות הובלה מוטענות בתרופה הרלוונטית, העושות את דרכן, באמצעות כלי הדם, אל הגידול הספציפי כדי לפרוק את מטענם החשוב. 

פרופ’ מחלוף היא דִּיקָנִית הפקולטה להנדסת ביו-טכנולוגיה בטכניון וחוקרת בעלת שם עולמי בתחומי הובלת תרופות, טיפול גנטי, תרפיה תאית והנדסת רקמות. “תאי הגזע יודעים להתמיין לתאים מסוגים אחרים ולהגן על מערכת החיסון של הגוף”, היא מסבירה. “תאים אלה עוסקים בטיפול בדלקת, וכשאין דלקת – מערכת החיסון ‘נרגעת’ ופחות ממוקדת בתקיפת הגידול”. 

על מנת לתת מענה לשאלה איזו אינטראקציה מתפתחת בין תאי הגזע לבין התאים הנמצאים באזור הגידול הסרטני ולמה הם נשארים שם, החליטו פרופ’ מחלוף וצוותה להתחקות אחר טבעו של הגוף האנושי, להפוך את תאי הגזע ל”תאי רפאים ננומטרים” ולשלוח אותם לדרכם מוקטנים, מרוקנים מתוכנם הראשוני ועמוסים בתרופה. המחקר שביצעו הראה כי תחילה שוטטו תאי הננו-גוסט בדם, אך כאשר הם חשו בסיגנלים של תאי הסרטן – הם הגיעו תוך שעות ספורות לאזור הנבדק והשפיעו על הגידול הסרטני בעזרת התרופה שנשאו. “תאי ננו-גוסט שימשו כ’סוס טרויאני'”, היא מתארת, “והתאים הסרטניים, שחשבו שהם באים לעזרתם, הכניסו אותם פנימה. הממצאים והאפקט החזק של הטיפול הפתיעו אותנו לטובה – הגידול הסרטני הצטמצם כבר לאחר הזרקה אחת של הננו-גוסט”. 

יש השפעה גם כשתאי הננו-גוסט ריקים

אחרי ניסויים רבים, הגיעו בחברת ננו-גוסט להבנה שהפתרון הוא ביולוגי, ולא כימי או סינתטי. “במערכת ביולוגית כמו שלנו, אין צורך להרכיב את המולקולה. אנחנו מהנדסים את התא כשהוא עדיין חי, לפני שאנחנו הופכים אותו ל-Ghost, כך שהוא ‘יבטא’ את התכונות הרצויות על הממברנה. זהו יתרון עצום על פני מערכות אחרות שבהן נדרש לבודד את המולקולה הספציפית ולהרכיב אותה באוריינטציה הנכונה. עם זאת, לבחירה בפתרון ביולוגי יש גם חיסרון משמעותי: שיטת הפקת התאים מוגבלת יחסית, ותמיד נצטרך להקדיש זמן רב לניתוח ולאפיון התרופה. ברמת התעשייה, מערכת ההובלה של ננו-גוסט לא תתאים לכל סוגי התרופות כי לא ניתן לכסות ולנסות את כולן, אך הובלת התרופות שיותאמו תיצור אימפקט משמעותי אצל החולים”.

תוצאות הניסויים של ננו-גוסט משמחות ומעודדות, ומערכת ההובלה נמצאה כיעילה נגד סוגי סרטן שונים: “עד כה עבדנו עם בעלי חיים, אך בשלב הנוכחי אנחנו צריכים למצוא שיטות עבודה שמתאימות יותר לבני אדם”, היא מציינת. “בנוסף, עלינו למצוא פתרון להגדלת כמויות הייצור של המערכת, לאפיין את הננו-גוסטים ולעמוד בקריטריונים הנדרשים על ידי הגופים הרגולטוריים, כדי שנוכל להשתמש בחומר ולהזריקו לתוך הגוף האנושי”. 

במעבדה הצוות גילה שתאי הרפאים משפיעים לא רק על גידולים סרטניים מסוגים שונים, אלא גם על תחומים נוספים. לדברי פרופ’ מחלוף, “כאשר התאים מוחזרים לגוף ריקים, בלי תרופה, הם משפיעים למשל על מערכות דלקתיות, שנוצרות עקב הופעת הסרטן. בעקבות הניסויים הצטבר מידע רב במעבדה, והחברה צריכה להתמקד בכיוון התרופתי הרצוי ובהוכחת ההיתכנות של המערכת – האם לבחור בתרופה שלא הצליחה בכלל, בתרופה מוצלחת בעלת תופעות לוואי שנוכל לשפר או בגידול סרטני שכלל אין לו טיפול? באופן דומה, אנחנו מחפשים פתרון גם לווירוס הקורונה. המטרה כאן היא להפוך את תאי ה-Ghost שלנו למלכודת לקורונה. בכוונתנו לבטא את הרצפטור 2BCE וירוס על פני הממברנה, ורק אחר כך להפוך אותו לגוסט”.

ניסויים קליניים בתוך שלוש שנים

ננו-גוסט הוקמה רשמית בנובמבר 2019, לאחר שלב גיוס משקיעים מורכב למדי, אך התהליך החל כשלוש שנים קודם. צוות העובדים המקצועי ממחיש את יתרונות ה-Bio-convergence: כל אחד מהעובדים מגיע מתחום שונה על הספקטרום ההנדסי – ביולוגי, כימי ופיזיקלי. “החזון שלנו הוא שבתוך שלוש שנים נגיע לניסויים קליניים ונצא לגיוסים המתאימים ככל שנדרש. צברנו ידע רב בשימוש במערכת הזו, ואנחנו מתמקדים כעת בשלב הראשון כדי להגיע לניסוי הקליני ולהוכיח שהמערכת עצמה לא מזיקה ולא בעייתית”, מסכמת פרופ’ מחלוף.

עד 2030 יהיה מענה הולם למרבית חולי הסרטן 

חשיבה מהפכנית המייצרת סינרגיה בין תחומי מדע שונים מאפיינת גם את פרופ’ אבי שרודר, מהנדס כימיה בהכשרתו, שהקים לפני כשבע שנים מעבדה בטכניון לשילוב פתרונות ננו־טכנולוגיים ברפואה. פרופ’ שרודר, שמאחוריו כבר כמה סטארט-אפים ופיתוחים מהפכניים בתחומי הרפואה והחקלאות המדייקת, מעריך כי בעשור הקרוב האנושות תפתור את מרבית הבעיות הקשורות לסרטן. 

הרעיון הבסיסי שעליו מתבססת חברת ברקוד דיאגנוסטיקס, שפרופ’ שרודר, היה שותף להקמתה הוא הובלה ומיקוד תרופה בתוך ליפוזומים – ננו־חלקיקים הקטנים מגודלו של תא בגוף האדם – כדי שתגיע ישירות לאיבר שבו נדרש הטיפול ועל עקרון זה הפטנטים המאושרים של החברה.

“יצירת טכנולוגיה, הנותנת מענה יישומי לבעיות בתחום הרפואה או בעולם החקלאות, מאפיינת את הקריירה שלי”, הוא אומר. “ברקוד דיאגנוסטיקס היא דוגמה לחברה שקמה על בסיס צורך רפואי, כאשר פיתוח הטכנולוגיה נעשה קודם באקדמיה. כיום, הקורונה ממחישה לכולנו איך אתגרים רפואיים עלולים לשתק את המדינה וכלכלת העולם. לתפיסתי, זוהי קריאת התעוררות לכל הדרגים שמתקצבים מחקר ופיתוח לאומיים, להתייחס לכושר הפיתוח והייצור בתחומי הביו-טכנולוגיה והתרופות כצורך אסטרטגי”. 

רפואת המונים כלכלית, מדויקת ומותאמת אישית

האתגר הגדול שעומד לפתחם של מפתחי תרופות וטכנולוגיות הוא שילוב הכוחות וחיבור כל התחומים ביחד, ה-Bio-Convergence. פרופ’ שרודר מאמין כי “היום, בניגוד לעבר, אפשר להשתמש בידע שהצטבר במחקר וברפואה, ליישם אותו באמצעות בינה מלאכותית ולחזות פתרונות אפשריים. אם נוסיף לכך את היכולות שלנו בפיתוח ובטיפול, נוכל לחבר גם ידע ברובוטיקה ובננו-טכנולוגיה כך שנפתח דור חדש של תרופות חכמות ביעילות גבוהה יותר. הודות לחיבור בין התחומים נוכל גם להפחית את עלויות הפיתוח ולהגיע מהר יותר לפתרון.

“בעידן הנוכחי, המשופע במידע, השילוב המנצח הוא רפואת המונים כלכלית עם רפואה מותאמת אישית מדייקת. אנשי המקצוע יודעים שאנשים שונים מגיבים אחרת למחלה ולטיפול. קל וחומר כשמדובר במחלה כמו סרטן, שבה כל חולה חווה את המחלה ואת הטיפולים בעוצמות שונות ומגיב אחרת לתרופות. יש במחקר הבנה טובה יותר לגבי המאפיינים של כל חולה, אך אנחנו עדיין לא יודעים לטפל במדויק בכל אחד. כאשר מתמקדים ברפואה שמותאמת אישית למטופל – ניתן יהיה להגיע בצורה טובה יותר לריפוי ולהפחית את הסבל ואת תופעות הלוואי בדרך לשם”.

אינדיקציה ברורה תוך 72 שעות

בהתאם לכך, הפיתוח של ברקוד דיאגנוסטיקס עוסק ברפואה מדויקת מותאמת אישית לחולי סרטן. “החברה מפתחת שיטה להתאמה אישית של תרופות לטיפול בסרטן”, מתאר רונן עברי, מנכ”ל ברקוד דיאגנוסטיקס ואחד ממייסדי החברה. “השיטה שלנו נועדה לאתר את הטיפול התרופתי המותאם ביותר לחולה מסוים. את המחקר הקדם-קליני נתחיל עם מודלים בסרטן השד, ואחרי שנוכיח את יעילות השיטה בשלב הניסויים הקליניים – נבחן זאת גם בסוגי סרטן אחרים.

“הקונספט של השיטה הדיאגנוסטית דומה לבדיקת אלרגיה, שבה הרופא משתמש בריכוז נמוך של אלרגנים ובוחן את התגובה האלרגית שנוצרת בגוף. בשיטה הדיאגנוסטית, מזריקים לגידול מינון זעיר של תרופות שונות, ולפי התגובות נבחר הטיפול המתאים. באופן הזה, הפיתוח שלנו יסייע לרופאים לקבל אינדיקציה ברורה לגבי יעילות התרופה ולהגיע להחלטות הטיפוליות המתאימות בזמן קצר, תוך הפחתת תופעות הלוואי וצמצום הפגיעה ברקמות בריאות.

“להובלת התרופות אנו משתמשים בננו-חלקיקים (ליפוזומים), המוזרקים לזרם הדם דרך הווריד. אך, ביחד עם התרופות, בתוך הננו-חלקיק, מוזרקים גם ברקודים מולקולריים שמאפשרים לנו לקבל, תוך 72 שעות, אינדיקציה לגבי התאים הסרטניים שהגיבו לתרופה מסוימת ולגבי מידת ההשפעת של כל תרופה על הגידול. אם התרופה יעילה – נגלה שמספר התאים המתים בתוך הגידול עם הברקוד שלנו עלה”, מסביר עברי. 

פרופ’ שרודר מתאר את הפיתוח כפריצת דרך משמעותית: “הצוות המוכשר של ברקוד דיאגנוסטיקס, שנמצא בנצרת וביוקנעם, מייצר את הננו-חלקיקים עם הברקודים, וכבר בתחילת 2021 נבצע את הניסוי הקליני הראשון בחולות סרטן השד. לטובת העניין, יצרנו שיתופי פעולה עם קלינאים מהארץ ומהעולם שמסייעים לנו מאוד באפיון הטכנולוגיה”.

מתחילים עם חולות בסרטן השד 

ברקוד דיאגנוסטיקס, שקיבלה תמיכה תקציבית מרשות החדשנות, מכוונת לקראת ניסוי קליני ראשון בחולות בסרטן השד. טכנולוגיית הולכת התרופות פותחה בראשיתה בטכניון, ושלבי הקמתה הראשונים של החברה בשנת 2017, נעשו במסגרת החממה הטכנולוגית NGT3 בתמיכת רשות החדשנות. “בלי התמיכה הכספית והארגונית של רשות החדשנות, לא היינו יכולים להתקדם”, מציין עברי. “החממה אפשרה את פעילותנו בשלב התחלתי עד שגייסנו את הכסף לניסוי הקליני הראשוני ואת הצוות שמאמין במוצר”. 

במקביל, החברה נענתה לקול קורא של רשות החדשנות בנושא הקורונה. “הרעיון עלה מהצוות”, מתאר עברי, “ועיקרו ערכות לבדיקת קורונה המונית, המבוססות על יכולות האבחון המתקדמות של החברה. הדגימות האישיות יזוהו על ידי ברקוד ייחודי ברמת ה-DNA, ולאחר השלב הראשוני יהיה אפשר לאחד דוגמאות במבחנה אחת, כאשר כל דוגמה מסומנת בצורה ייחודית ומשויכת לנבדק אחר. באופן הזה אפשר לחסוך בזמן ולהשתמש במכשור מתקדם הסורק עשרות אלפי נבדקים ביום במקביל. צוות ייעודי בחברה לקח על עצמו את הפרויקט ומנסה להגיע במהירות למוצר מסחרי, לאחר האישורים הרגולטוריים הדרושים”.

“מהפיכת ה-Bio-Convergence תוביל לפיתוחים משולבים שיחוללו מהפכה בטיפול בסרטן ובמחלות נוספות”, מסכם פרופ’ שרודר. “ישראל ממוצבת במיקום מעולה להוביל את המהפכה הטיפולית הזו. יש לנו מדענים, מהנדסים ורופאים מהטובים בעולם. אבל הייחוד הנוסף שלנו הוא ביכולת לעבוד יחד, לשלב את התחומים – להביא את עולמות החישוביות, הבינה המלאכותית, הרובוטיקה והננו-טכנולוגיה לתוך עולם הרפואה”.