הנדסת רקמות

innovation logo

הנדסת רקמות

רוקמים עתיד טוב יותר

להדפיס קרנית, להנדס לב, לגדל בשר ולגרום למשותקים ללכת – זה אמנם נשמע כמו מדע בדיוני, אבל זה מה שמתרחש ממש עכשיו במעבדות בישראל העוסקות ב-Bio-convergence. ארבעה מדענים מספרים מה קורה כשמשלבים בין ביולוגיה, הנדסה, רפואה, פיזיקה וכימיה

"אנחנו מייצגים את מסר החיבור של ה-Bio-convergence", אומרת פרופ' שולמית לבנברג על תפקידה כדיקנית הפקולטה להנדסה ביו רפואית בטכניון וראש המרכז להנדסה והדפסה של איברים שנחנך לאחרונה. פרופ' לבנברג החלה לעסוק בהנדסה רפואית לפני 15 שנה, אחרי שסיימה פוסט דוקטורט ב-MIT אצל פרופ' רוברט לנגר שהוא אחד המובילים בעולם בתחום הנדסת רקמות. אחד ההישגים הגדולים של המעבדה שלה הוא איחוי חוט שדרה קטוע של חולדות על ידי השתלת רקמה מהונדסת מתאי גזע אנושיים. 

"בפוסט דוקטורט נחשפתי לתחום של הנדסת רקמות במעבדה של לנגר", מספרת פרופ' לבנברג. "מאוד אהבתי את החיבור בין הנדסה וביו-רפואה ולכן שמחתי להיענות להזמנה מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית של הטכניון. זה השילוב המנצח: אנשים עם רקע גם במדעים וגם בהנדסה מגייסים את כל הידע כדי להוביל לשינוי בעולם הביולוגיה והרפואה. 

"זה גם מה שאני רואה אצלנו בהנדסה ביו-רפואית - את השילוב של הידע ההנדסי הרחב עם רפואה, ביולוגיה, פיזיקה, כימיה, מחשבים ומתמטיקה. אנחנו רוצים שתהיה לסטודנטים הכשרה מעולה כדי שיהיו הכי טובים בתחום. 

"אם נתמקד רגע בתחום של הנדסת רקמות, הרעיון הוא ליצור רקמות להשתלה לרגנרציה – כלומר, גידול מחדש. אנחנו שואפים ליצור במעבדה חתיכות רקמה תלת ממדיות שאפשר יהיה להכניס לאזור של חסר ברקמה או איבר ולתקן אותם. התחום עשה מהפך מגידול דו ממדי של תאים על צלחת לגידול תלת ממדי על מצע כלשהו. ה'פיגום' יכול להיות מתכלה, כלומר להתפרק עם הזמן ובסופו של דבר התאים מפרישים את אותו מטריקס טבעי ומתקבלת רקמה. 

"על מנת ליצור פיסות של רקמה אנחנו משלבים תאי גזע עם יכולת התמיינות והתחלקות ביחד עם המצעים התלת ממדיים, ולפעמים נעזרים בביו-ריאקטורים בתנאי סביבה מיוחדים שמאפשרים גידול רקמה. אחד האתגרים שאני מתמקדת בהם בתחום הוא איך ליצור רשת כלי דם ברקמה - כי אחרי שהיא נוצרת במעבדה היא צריכה לשרוד ולתפקד בגוף ושם לשרוד ולתפקד ולשם כך עליה לקבל מייד דם וחומרי מזון. 

"לאורך השנים הראינו שאם מייצרים ברקמה שבמעבדה רשת כלי דם, זה עוזר להתחברות הרקמה אחרי ההשתלה. את הכיוון הזה של יצירה תלת ממדית של צינורות בתוך הרקמה אנחנו מיישמים בייצור של רקמת שריר - למשל שריר בטן או שריר לב. 

"הראינו שאנחנו יכולים ליצור רקמה שתעזור ברגנרציה של נוירונים בחוט השדרה ותחזיר חיות משותקות להליכה. יש לנו גם פרויקטים ממומנים לשחזור של עצם באמצעות רקמה וכלי דם לאחרונה וליצירת רקמה רב שכבתית המחברת כמה סוגי רקמות לאזורים שצריכים שחזור גדול ומקיף. כשמדובר על רקמה מורכבת יותר או על התאמה לאזור הפציעה אנחנו נכנסים לתחום ההדפסה, שמספק לנו כלי ליצור רקמה יותר מורכבת ומדויקת בהתאמה אישית. 

"המגבלה המשמעותית בהבאת תחום הנדסת רקמות לקליניקה היא מגבלת הגודל והצורך להזנה של רקמה גדולה. האתגר הוא להנדס רקמה גדולה שתוכל להתחבר לגוף ולתפקד. 

"במעבר לקליניקה יש אתגרים הנדסיים. לכן השילוב של ה-Bio-convergence מאוד משמעותי והכרחי כשמגיעים לפיתוחים יותר מורכבים. התחום של ההנדסה הביו-רפואית ובתוכו הנדסת רקמות מוביל את החיבור הזה, וחשוב לציין שהדגש הוא מאד יישומי. אריה באט, למשל, הקים חברה שלוקחת את תחום הדפסת הרקמות למסחור ולכיוון קליני. אנחנו רוצים לראות הקמות של עוד חברות שיובילו את התחום באפיקים מקבילים כדי שאפשר יהיה לקדם את זה לקליניקה בצורה יותר טובה. במחקרים שלנו בהנדסת רקמות עשינו ניסויים בחיות וכעת צריך לקחת את זה צעד אחד קדימה לניסויים קליניים. אבל לפני כן עלינו להתקדם בעוד כמה פיתוחים שיתנו מענה לאתגר הממדים.

"הרקמה מאוד מורכבת ומאורגנת, זה אוסף של תאים שכל אחד מהם מתארגן לתפקידו בתוכה. אנחנו מנסים לפצח את ההתארגנות וההידברות בין התאים כדי ליצור את הרקמה במעבדה כך שתוכל להשתלב בגוף בצורה הטובה ביותר. אחד האתגרים העיקריים הוא לחקות את הידע של התאים בגוף לדעת מה צריך לעשות כדי להתארגן לרקמה אחת.

"לאורך השנים הרגשתי בצורה מאוד קרובה את הדחיפה של רשות החדשנות קדימה לכיוון של פרויקטים עם פוטנציאל מסחור. את אפיק המסחור פיתחנו למשל בהקמה של אלף פארמס (Aleph Farms) – החברה המתבססת על אותה הטכנולוגיה ליצירת רקמות בשר למאכל. בנושא הזה הרעיון היה שאם אנחנו יודעים ליצור חתיכת שריר להשתלה - אולי נייצר בצורה דומה חתיכת שריר של פרה והיא תשמש למאכל. אפיק המסחור דוחף אותנו כחוקרים ויש חשיבות גדולה לשיתופי פעולה בתחום הזה.

"החזון שלנו נחלק לשלושה מישורים. הראשון הוא לקדם את המחקר, למצוא תגליות חדשות ולפתח את עולם המדע וההנדסה ובריאות האדם. החזון השני הוא להכשיר דור חדש של מדענים ולראות אותם משתלבים ותורמים במחקר ובתעשייה. החזון השלישי הוא לראות את הדברים מיושמים בפועל בעולם הרפואה". אפשר לראות במרואיינים הבאים בכתבה דוגמה להגשמת החזון המשולש של פרופ' לבנברג בתחום הBio-convergence בישראל.

 

אניה אלדן, סמנכ"לית רשות החדשנות וראש זירת הזנק: "כדי להצליח לתקן רקמות ואיברים פגומים יש צורך בשילוב כוחות מולטידיסיפלינריים של מהנדסים וביולוגים, תחומי מדע והנדסה שונים, הנדסת חומרים, והדפסה תלת מימדית ייחודית. תחום הBio-convergence מאפשר היום לפתח טכנולוגיות חדשניות בהנדסת רקמות שמבוססות על טכנולוגיות הדפסת תלת מימד חדשניות המאפשרות "לבנות" איברים חדשים ברזולוציה של תאים בודדים ובשילוב של ננו-חומרים חדשים. בישראל יש מחקר מוביל וחברות פורצות דרך בתחום זה שמחייב את היזמים הישראלים לחבר דיסציפלינות ולבנות צוותי פיתוח אינטגרטיביים עם מומחים מרקע טכנולוגי שונה. זה היתרון לקוטן שלנו, מדינה שבה כולם מכירים את כולם." 

 

 

להדפיס לכם לב?

"כשנרשמתי ללימודים שמעתי שפותחים מסלול חדש בבן גוריון להנדסת ביו-טכנולוגיה - שילוב של הנדסה וביולוגיה. חשבתי לעצמי: יש הרבה מהנדסי חשמל, אבל לא מהנדסי ביולוגיה", מספר פרופ' טל דביר מהמחלקה לביו-טכנולוגיה, המחלקה להנדסת חומרים ומרכז סגול לביוטכנולוגיה רגנרטיבית באוניברסיטת תל אביב על תחילת הקריירה האקדמית שלו. "אני מאוד שמח שהרקע שלי אינטרדיסציפלינרי: למדתי גם הנדסה, גם כימיה, גם ביולוגיה וגם מחשבים. זה נותן הבנה בסיסית של הדברים ואני משתף כל הזמן פעולה עם רופאים, כימאים וביולוגים. בשביל להגיע למשהו מתקדם, מקורי וחדשני חייבים לעשות שילוב בין דיסציפלינות.

"המעבדה שלי עוסקת בהנדסת רקמות, תחום שבו הופכים תאים לרקמה מתפקדת. צריך להבין שרקמות בגוף הן לא רק תאים - חשובים לא פחות הביו-חומרים שגורמים להם לעבוד ביחד. אנחנו חוקרים ומפתחים ביו-חומרים כאלה ומכניסים לתוכם תאים וגורמים להם להפוך לרקמה מתפקדת. על מנת לעשות זאת חייבים להתאים את הביו-חומרים לרקמה הסופית שרוצים להנדס.

"אמנם זכינו ללא מעט פרסום בהקשר של ההתקדמות שלנו ברקמת הלב, אבל אנחנו עובדים על מגוון רחב של רקמות ואיברים נוספים. כך למשל, הקמנו לא מזמן חברה שמבוססת על מחקר שעשינו בבניית חוט שדרה מתאי גזע וביו-חומרים של המטופל ולשקם את ההליכה והתנועה. החזון הוא להגיע לקליניקה ולטפל במשותקים. דוגמה נוספת לעבודה שלנו היא שתלים שמשחררים דופמין ועושים רגנרציה במוח במקרה של פרקינסון. במקביל אנחנו עובדים על מעי, על רשתית ועל כליה. בכל איבר יש אתגרים שונים. 

"להדפסה תלת ממדית יש יתרון גדול על הגישות האחרות להנדסת רקמות: היא מאפשרת למקם תאים שונים בנקודות שונות במרחב. למשל, שריר לב בנוי מתאי שריר לב שמתכווצים, אבל גם מהרבה מאוד כלי דם שצריכים להזין את רקמת שריר הלב. בהדפסה תלת ממדית אנחנו פשוט מחליטים איפה ימוקמו כלי הדם או תאי שריר הלב ומדפיסים את זה בשלב ראשון כרקמה ואחר כך כאיבר שלם. 

"כל פרויקט נמצא בשלבי יישום שונים. בפרויקט הלב המטרה כרגע היא להשתיל בחולדות את הלב המודפס במדפסת תלת ממד במהלך שנה הקרובה. בפרויקט חוט השדרה הקמנו חברה והמטרה היא לטפל תוך שנתיים בבני אדם משותקים. יש לנו מאה אחוזי הצלחה בחיות קטנות: מעל עשרים חיות הולכות בצורה יפה אחרי הפגיעה. אבל חיות ובני אדם מתנהגים אחרת לגמרי. 

"בחוט שדרה יהיה קל יחסית מבחינה רגולטורית לקבל אישור FDA לגישה טיפולית כזאת מפני שאי אפשר לגרום נזק למשותקים. עם רקמות אחרות זה מורכב יותר, ולכן אנחנו עובדים גם על הדפסת רקמה שאפשר יהיה להזריק במקום לנתח, ולמנוע טיפול פולשני. עכשיו המטרה היא לגייס חוקרים נוספים שיוכלו לפתח טכנולוגיות נוספות כאלו ולבנות רקמות ואיברים כדי לשקם איברים פגועים. 

"המחקר שלנו טרנסדיסציפלינרי: חלק מהדברים אנחנו יודעים לעשות לבד ובחלק אנחנו צריכים מומחים. יש לנו הרבה שיתופי פעולה מאוד פוריים. למשל, עם פרופ' בני דקל משיבא אנחנו מהנדסים חלקים מהכליה, ועם ד"ר רעיה ברזילי ופרופ' עדיאל ברק מאיכילוב אנחנו מבצעים הדפסה תלת ממדית של רשתית. הצורך הרפואי וההבנה והיכולת ההנדסית באים בפרויקטים האלו לידי ביטוי. 

"בתחום של ביו-חומרים והנדסת רקמות אנחנו מתמודדים עם תקציבים הרבה יותר צנועים מאשר במקומות אחרים. למרות זאת, המחקר שלנו בארץ מתקדם מאוד, מתבצע על ידי חוקרים מצוינים - החל מפרופ' סמדר כהן בבן גוריון, שאצלה עשיתי את הדוקטורט, פרופ' שולמית לבנברג בטכניון ורבים אחרים - ולא נופל משום מחקר בכל אוניברסיטה בארצות הברית".

 

גורמים לכל הטכנולוגיות לעבוד ביחד

"בכל יום אנחנו מבצעים במעבדות שלנו דברים שנחשבו עד לא מזמן מדע בדיוני", מספר אריה באט, מנכ"ל חברת Precise Bio שמפתחת הדפסת רקמות להשתלה בבני אדם. "פיתחנו טכנולוגיית הדפסה שיש לה יכולות ייחודיות גם בתחום התלת-ממד התעשייתי, גם בפלסטיקה ובעיקר בתחום הביולוגיה. ברי סמכא שהצגתי להם את הרעיון לפני חמש שנים אמרו שזה לא אפשרי - והיום יש לנו כבר רקמות שעברו ניסויים פרה-קליניים ומתפקדות מצוין בחיות ורקמות אלו יכולות להיות מושתלות בבני אדם".

"להקמת פרסייס חברתי לשניים מהמובילים בעולם בתחום הנדסת הרקמות: ד"ר אנתוני אטלה ופרופ' שי סוקר מווק פורסט, שעומדים בראש המכון מספר 1 בעולם בתחום הרפואה הרגנרטיבית", מסביר באט. "אטלה הוא הראשון שהשתיל איבר מהונדס ידנית בילד כבר לפני 20 שנה - והילד כבר בן 25.

"המכון של אטלה וסוקר עוסק בכל מה שקשור לרפואה רגנרטיבית - החל מהתחלקות תאים, חומרים ביולוגיים, ביו-ריאקטורים וכלה בהשתלות עצמן. בפרסייס אנחנו משלבים את כל הדיסציפלינות שצריך כדי לייצר רקמות להשתלה. לקח לנו לא מעט שנים עד שהגענו למצב של רקמה פונקציונלית והיינו החברה הראשונה שהשתילה רקמת קרנית אנושית המיוצרת בתהליך שאנו מגדירים אותו 4Dbiofabrication - שילוב של הדפסת תלת מימד עם תהליך ייצור ביולוגי. 

"התהליך לא מתחיל ולא נגמר בהדפסה. המדפסת היא אומנם כלי הייצור, אבל התהליך מתחיל בתאים עצמם - תאים אנושיים שיחד עם חומרים ביולוגיים אחרים מרכיבים את הרקמה. ועליהם לעבור תהליך ביולוגי המסדר אותם בצורה האנטומית הרצויה ולעבור שלב התבגרות. תהליך זה הופך את מה שיוצא מתהליך ההדפסה. לאחר שהמדפסת מסדרת את התאים במבנה האנטומי הנדרש ישנו תהליך "התבגרות". תהליך זה הופך את התוצר היוצא מהמדפסת מאוסף של תאים וחומרים לרקמה מתפקדת, והוא נעשה כולו בתוך ביו-ריאקטור. 

"רק מעט חברות בעולם יודעות לשלב את הביולוגיה עם ההדפסה. כדי להנדס רקמות לא די במדפסת תלת ממד עם תו תקן ביולוגי שכן יש אינטראקציה הדוקה בין המדפסת, התאים והחומרים הביולוגיים המאפשרים למדפסת לייצר רקמה כפי שהיא באופן טבעי בגוף האדם. הרקמה שמדפיסים לבין המדפסת ובין המדפסת לבין סוג התאים והחומרים המודפסים. אנחנו ייחודיים בנושא הזה ולאחרונה חתמנו על הסכם עם חברה רב לאומית בתחום ונמצאים כעת בשלב של חתימת הסכמי פיתוח נוספים עם מספר חברות ענק בשוק הפארמה והמכשור הרפואי העולמי.

"החברה פועלת בשני מרכזי פיתוח. האחד נמצא בישראל, והשני בצפון קרוליינה. רוב העובדים הם מתחום הביולוגיה, אבל יש לנו גם גוף הנדסי מאוד חזק עם דיסציפלינות מעבר לביולוגיה: פיזיקה, אופטיקה, אנשי תוכנה והנדסה שפיתחו את המדפסת הייחודית שלנו. אם מדברים על Bio-convergence, אז לפרסייס אנחנו מביאים את כל הטכנולוגיות וגורמים להן לעבוד ביחד.

"כרגע הפוקוס של החברה הוא אופתלמולוגיה, אבל הפלטפורמה והטכנולוגיה מאפשרות שימוש גם בתחומים אחרים: קרדיולוגיה, אורתופדיה ועוד. המיקוד ברקמות בתחום העיניים נובע מכך שזהו תחום עם רגולציה פשוטה יחסית, שגם יודע לאמץ טכנולוגיות חדשות. בנוסף, לעומת רקמות שחשוב שיבואו מהתאים של החולים עצמם, הקרנית היא רקמה שלא מחייבת התאמה כי היא לא מפעילה את המערכת החיסונית. 

"בשנה הקרובה נעבור מפרה-קליניקה לניסויים קליניים עם השתלות של קרניות ורקמות אחרות בעין – ונהפוך לחברה הראשונה שהגיעה לשלב הזה. יש לנו גם רקמות בתחום הקרנית, שנועדו להחליף פתרון קיים של השתלת קרנית מאנשים מתים. 

"השתלת קרנית היא כיום ההשתלה הנפוצה בעולם המערבי. עם הפתרון שלנו, במקום לחכות שמישהו ימות אנחנו מדפיסים קרנית בעשר דקות ומקבלים קרנית אנושית עם בקרת איכות ותכונות מכניות נוחות למנתח. 

"באקדמיה נעשות עבודות מדהימות, אבל המרחק ביניהן לבין הקליניקה הוא 10 שנים. אנחנו, לעומת זאת, מגשרים על הפער הזה ועושים דברים שמגיעים אל הרופאים כרקמה שאפשר להשתיל לחולה. גם כאן אנחנו משתפים פעולה עם הרופאים היועצים המובילים בעולם בתחום העיניים. 

precise-bio תמונה

"לקח שלוש שנים מהרגע שהתחלנו לעבוד על קרנית ועד שהיתה לנו רקמה מתפקדת, וזה נחשב למהיר מאוד בתחום הרפואה. לקח לנו מספר שבועות בודדים לעבור מרקמה אחת לרקמה אחרת בתחום האופטלמולוגיה. הפיתוחים והידע שלנו מאפשרים לנו כיום לעבור מרקמה לרקמה ומתחום לתחום ולהוות פלטפורמה לסוגים רבים של מחלות וצרכים לא פתורים בעולם הרפואה.. 

"אחד הדברים הייחודיים בטכנולוגיה שלנו הוא היכולת להדפיס גם בתוך גוף האדם עצמו. כלומר, להיכנס למשל בתהליך זעיר פולשני לגוף ולהדפיס בתוכו תאים. בינתיים זה התבצע בניסוי במעבדה, עדיין לא בחיות, אבל הטכנולוגיה מאפשרת את זה.

"הקשר שלנו עם רשות החדשנות מצוין משום שהיא מבינה בדיוק את הצרכים של חברות כמונו. אנחנו בשלב של אחרי אקדמיה ועדיין לפני חברות גדולות - ויש שם רצון רב לעזור לנו ולמצוא דרכים להשתלב בתוכניות שלה. 

"בארץ יש הרבה עשייה אקדמית בתחום ה-Bio-convergence – למשל פרופ' שולמית לבנברג ופרופ' טל דביר שעושים עבודה מדהימה - ורשות החדשנות רוצה לחבר את הדברים האלו יחד. כחברה שיכולה להצמיח עוד חברות, אנחנו בהחלט רואים את זה כמשימה לאומית. ככל שנרבה בחוכמה בתחומים האלו, גם החברות יצמחו. 

"המנדט של הרשות הוא ללכת על החדשנות ועל הדברים יוצאי הדופן, בעוד שקרנות הון סיכון מחפשות סיכון נמוך. וברור שאנחנו סיכון גבוה - כי אף אחד עדיין לא עשה את זה קודם! באקדמיה נעשים דברים מדהימים, אבל להם אין בעלי מניות. לנו יש ולפי זה אנחנו גם בוחרים את המלחמות שלנו. בוודאי שהיינו רוצים להדפיס כליות ולב - ובעוד 15 שנה גם נעשה זאת - אבל כחברה שצריכה להיות רווחית בחרנו בקרנית וברקמות אחרות יחסית פשוטות, כי זה ריאלי להביא לשוק בטווח הזמן הקרוב".

 

הסטייק שגדל במעבדה

דוגמה נוספת לטכנולוגיה שפותחה באקדמיה על ידי חוקרים מובילים והפכה לחברה מסחרית בסיוע רשות החדשנות היא אלף פארמס (Aleph Farms). החברה מבוססת על טכנולוגיה שפותחה במעבדתה של פרופ' שולמית לבנברג. בניגוד לעיסוקה של פרופ' לבנברג ביישומים בתחום הרפואה, אלף פארמס מתמקדת בכיוון אחר: יצירת בשר מתורבת למאכל שימנע שחיטת בעלי חיים ופגיעה בסביבה.

דידייה טוביה, מהנדס מזון וביולוג בהכשרתו, הוא מייסד משותף ומנכ"ל של חברת אלף פארמס. "יש היום לא מעט אתגרים עם הדרך שבה מייצרים בשר למאכל", הוא מסביר על הרקע להקמת החברה. "האתגר הראשון הוא השימוש במשאבים טבעיים, בעיקר כשמדובר בבקר. כל שיטות הגידול המקובלות דורשות הרבה מים וקרקע ופולטות הרבה גזי חממה ומתאן, ולזה צריך להוסיף הרבה תעבורה ובתי מטבחיים שפוגעים בסביבה. בנוסף, התלות במים, בקרקעות ובאקלים לא מאפשרת לגדל פרות בכל מקום. לכן, הרבה מדינות במזרח בתיכון ובאסיה, כולל ישראל, צריכות לייבא את הבקר שלהן.

"אתגר נוסף הוא בריאות הציבור. אנחנו רואים יותר ויותר מגיפות בקרב חיות שגדלות בגידול מרוכז: שפעת החזירים, שפעת העופות ומחלת הפרה המשוגעת למשל. המגפות האלה מאיימות גם על בריאות הציבור וגם על איזון מערכת המזון. כדי למנוע אותן משתמשים בכמויות גדולות של אנטיביוטיקה. זה גורם בין היתר לכך שכ-700 אלף אנשים מתים מדי שנה בגלל עמידות לאנטיביוטיקה. האנטיביוטיקות דוחפות חיידקים למוטציות ולפתח עמידויות ולאחר מכן אותם חיידקים מדבקים בני אדם והתרופות כבר לא עובדות. לא פלא שארגון הבריאות העולמי הגדיר את נושא העמידות לאנטיביוטיקה כאחד האתגרים הגדולים של האנושות.

"הדבר השלישי הבעייתי בתשתית של הגידול התעשייתי המרוכז הוא התנאים שבהם מגדלים ושוחטים את החיות. יותר ויותר צרכנים רגישים להיבטים של צער בעלי חיים הכרוכים בגישות האלו. 

"אנחנו מביאים שיטה חדשה לייצור בשר. בניגוד לתחליפי בשר צמחיים, הגישה שלנו היא לא לייצר תחליף לבשר, אלא לייצר בשר מתורבת הגדל מחוץ לפרה. במילים אחרות, אנחנו לא מחליפים בשר במשהו אחר, אלא רק מחליפים את תהליך הייצור שלו.

"המטרה שלנו היא לשחזר תהליך טבעי של חידוש רקמות של בשר בקר. אנחנו מבודדים תאים שיש להם יכולת לבנות רקמת שריר חדשה בפרה כדי להחליף רקמת שריר ישנה ומעבירים את התאים האלו לתוך כלים חיצוניים שמחקים את אותם התנאים בפרה - כך שהתאים ממשיכים לבנות רקמת שריר כאילו הם עדיין בגוף החיה. רקמת השריר הזאת היא בעצם בשר. בצורה כזאת אפשר לייצר עוד ועוד בשר מכמה תאים, בלי צורך לגדל את החיה ולשחוט אותה. 

"התהליך שפיתחנו מאפשר לגדל סטייק בכשלושה שבועות במקום בשנתיים בפרה רגילה. בנוסף לקיצור הזמן, אנחנו צריכים הרבה פחות משאבים טבעיים ואנרגיה. אנחנו מגדלים במערכת סגורה, ללא זיהומים וללא אנטיביוטיקה, ואנחנו מונעים כל בעיה של צער בעלי חיים. 

"אלף פארמס הוקמה ב-2017 על בסיס העברת טכנולוגיה מהטכניון אלינו ובשיתוף של רשות החדשנות ושטראוס במסגרת חממת The kitchen. בזכות הגישה למעבדות בטכניון ושיתוף הפעולה עם פרופ' לבנברג. לקחנו את הנדסת הרקמות – טכנולוגיה מדעית שפותחה בכיוון רפואי – והעברנו אותה לתחום המזון. 

"את החממה סיימנו ביוני 2019 ואז קיבלנו תמיכת מו"פ רגילה מרשות החדשנות. אחרי הרבה שנים שאני עובד עם רשות החדשנות, אני מעריך אותה מאוד. מדובר ברשות מתחדשת שמתאימה את עצמה בפתרונות וגישות. הגישה שלהם מאוד הגיונית, מקצועית ומנומקת. גם בתחום המכשור הרפואי שבו עסקתי בעבר וגם בתחום המזון, אני רואה שלרשות יש תפקיד חשוב בבניית התשתית של המדינה. כעיקרון אנחנו רואים אותה כשותפה לכל דבר במטרה משותפת לקדם את התעשייה הזאת בישראל. בלי הרשות לחדשנות זה לא היה קורה. 

"חוץ מאיתנו יש לא מעט חברות בארץ ובעולם שמתקדמות בתעשייה של בשר מתורבת: שלוש חברות בארץ וכ-40 חברות בעולם. למרות זאת, אף אחת עדיין לא השיקה מוצר בפועל. מה שמאפיין את אלף פארמס הוא שילוב של שלושה היבטים ייחודיים. ההיבט הראשון הוא ההתמקדות בגידול של חתיכת בשר שלמה, כמו סטייק ולא המבורגר. ההיבט השני הוא מקור תאים ייחודי שיש לו יכולת התרבות מהירה וללא הנדסה גנטית. ההיבט השלישי: תשתית לייצור בקנה מידה גדול, כפי שדורש עולם המזון, עם לא מעט פטנטים וידע שפיתחנו.

"האתגרים המהותיים שלנו הם לחדור לשוק, להוריד את עלויות הייצור, לאפשר ייצור בקנה מידה רחב ולעמוד בציפיות הגבוהות של הצרכן. אנחנו צריכים לספק מוצר באיכות גבוהה גם מבחינה תזונתית וגם מבחינה קולינרית. כדי שכל זה יקרה אנחנו צריכים לשלב בין ביולוגיה תאית ברמה גבוהה בקנה מידה גדול וגם ידע בביו-ריאקטורים, שזה הציוד לגידול תאים, לבין הנדסת מזון. יש דרישות שונות לחלוטין למוצר הסופי כמוצר מזון לעומת מוצר רפואי. 

"חלק מהפיתוח הוא הנושא המורכב של מצע גידול חומר הזנה לתאים, שיהיה גם יעיל וגם בעלות נמוכה. כעיקרון המטרה היא לשחזר את הסביבה וחומרי ההזנה שהתאים ניזונים בהם בתוך הגוף – רק שהפלטפורמה היא ללא שום חומרים מן החי. כלומר, רק התאים עצמם באים מן החי.

"ב-2018 היינו החברה הראשונה שפרסמה חתיכת סטייק שגודלה מחוץ לפרה. אנחנו אמורים לסיים פיתוח של מוצר ראשון ברמה מסחרית בסוף 2020. לקראת 2021 אנחנו שואפים לעבור לייצור על בסיס הפלטפורמה הייחודית שלנו, שתאפשר לייצר כמויות גדולות במחיר סביר. ייקח כשנתיים לערוך אופטימיזציה של התהליך גם ברמת העלות וגם ברמת איכות הסביבה. 

"אנחנו החברה הראשונה בתחום הזה שפרסמה יעדים למעבר לפליטת פחמן אפסית בתהליך הייצור של הבשר ב-2025. לא מעט מדינות באירופה החליטו להאיץ את הנושא של כלכלה ירוקה בעקבות משבר הקורונה ואנחנו ממתגים את אלף פארמס כחברה מרכזית בתחום של כלכלה ירוקה. 

"אנחנו מאמינים שבשר מתורבת יהיה תחליף לבשר שמיוצר בגישה האינטנסיבית לגידול חיות. הבשר מבוסס השחיטה התעשייתית ילך ויקטן ותהיה חזרה לשיטות אורגניות יותר. זה יקרה בגלל הלחץ הכפול: גם מהצרכנים וגם מהמדינות. אם מצד אחד יש לחץ לחזור מהשיטות האינטנסיביות, ומצד שני הביקוש עולה, אין ברירה אלא ליצור דרך חדשה נוספת. 

"צריך לדאוג שבשר יישאר זמין ונגיש לכולם וגם לוודא שמשלבים פיתוח כלכלי עם קיימות. תעשייה של בשר מתורבת יכולה לתמוך בהעלאת רמת החיים ובצמיחה כלכלית ולהמשיך לספק בשר במחיר סביר תוך שהיא מייצרת מקומות עבודה ומסייעת להעביר את החקלאות לאפס פליטת גזי חממה. 

"הרעיון של בשר מתורבת חשוב גם ברמת ביטחון תזונתי. רוב הבשר בישראל הוא בשר מיובא, לפני או אחרי השחיטה כי אי אפשר לגדל פרות במזרח התיכון. בעת משבר צריכת הבשר עולה משמעותית – בחודש מרץ, למשל, עלו מכירות הבשר ב-73%. אז כשיש משבר שסוגר גבולות, הנושא של הבשר הופך להיות מאוד אסטרטגי. אחד היתרונות הגדולים של בשר 'מודפס' הוא שאפשר לגדל אותו בכל זמן ומקום ללא תלות במשאבים טבעיים מקומיים ובמזג אוויר - גידלנו בשר אפילו בתחנת החלל הבינלאומית. לדעתנו, מדינת ישראל חייבת מבחינה אסטרטגית להשקיע בביטחון התזונתי שלה ובין היתר בתעשיית הבשר המקומי. 

"מעבר לחשיבות האסטרטגית המקומית, אני רואה בבשר מתורבת אמצעי לפתח את החקלאות במדבר הישראלי. ביטחון תזונתי ופיתוח הנגב היו במרכז חזון דוד בן גוריון ומייסדי המדינה. החלום שלי הוא להביא לפיתוח חקלאי לאומי: אחרי התנועה הקיבוצית, השלב השני יהיה חקלאות תאית".