מחקרים

תוצאותיו של מחקר חדש, בהובלת פרופ' רונית סצ'י-פאינרו מהפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר באוניברסיטת תל אביב, פורצות דרך חדשה למניעה ולטיפול במחלה. החוקרים במעבדתה של פרופ' סצ'י-פאינרו, ראש המחלקה לפיזיולוגיה ולפרמקולוגיה וראש המעבדה לחקר סרטן וננו-רפואה, פיתחו ננו-חלקיק שעשוי לשמש כחיסון נגד סרטן העור הקטלני. החיסון הוכח כיעיל ביותר בעכברי מודל בשלושה מצבים עיקריים: כטיפול מונע, כתרופה לגידול הראשוני ולמיגור גרורות.

ננו-חלקיק חלקלק ומתוחכם

גודלם של החלקיקים הזעירים שפיתחו החוקרים הוא כ-170 ננומטר, והם עשויים מפולימר מתכלה. בתוך כל חלקיק החוקרים 'ארזו' שני פפטידים – שרשראות קצרות של חומצות אמינו, שמאפיינים תאי מלנומה. לאחר מכן, הם הזריקו את הננו-חלקיקים לעכברי מודל שנשאו מלנומה בעור.

ננו-חלקיקים אלה נושאים על גבם מולקולת סוכר המשמשת כ"ראש חץ", המכוון לתאים של מערכת החיסון, שמכונים תאים דנטריטים, שתפקידם להפעיל את התאים שיתקפו את הגידול (תאי T).  לדברי פרופ' סצ'י-פאינרו, "חלקיקים אלה פעלו בדיוק כמו החיסונים המוכרים למחלות הנגרמות על ידי נגיפים: הם עוררו את מערכת החיסון של העכברים, כאשר תאי מערכת החיסון (תאי ה-T המופעלים) למדו לזהות ולתקוף תאים המכילים את שני הפפטידים 'הארוזים' – כלומר את תאי המלנומה. המשמעות היא שמעכשיו, מערכת החיסון של העכבר המחוסן תתקוף את תאי המלנומה, אם וכאשר יופיעו בגופו."

בהמשך המחקר, בחנו החוקרים את יעילותו של החיסון בשלושה מצבים שונים:

• מניעה: החיסון הוזרק לעכברים בריאים, ולאחר מכן הוזרקו להם תאי מלנומה. התוצאה: העכברים לא חלו, כלומר החיסון מנע את המחלה.
• טיפול בגידול הראשוני: שילוב בין החיסון החדשני לטיפולים אימונותרפיים נבחן על עכברי מודל למלנומה. הטיפול הסינרגיסטי המשולב עיכב משמעותית את התקדמות המחלה, והאריך במידה רבה את חייהם של כל העכברים שטופלו.
• טיפול בגרורות: החוקרים בחנו רקמות אנושיות של גרורות מלנומה במוח שהוסרו מחולים (גרורות במוח מהוות גורם תמותה עיקרי בקרב חולים המאובחנים בשלב מאוחר), ומצאו כי הן אכן מכילות את שני הפפטידים המהווים יעד לחיסון. 

בניסוי המשך נבחנת עתה יעילות החיסון בעכברי מודל למלנומה עם גרורות באזורים שונים בגוף (מוח, ריאות, כליות ועוד).

במחקר השתתפו ד"ר אנה סקומפרין מהמעבדה של פרופ' סצ'י-פאינרו ופרופ' הלנה פלורינדו וד"ר ג'ואוו קוניוט מאוניברסיטת ליסבון, ששהו במעבדה במסגרת שבתון וחילופי סטודנטים במשך שנה. המאמר התפרסם בכתב העת Nature Nanotechnology.

עתיד המלחמה בסרטן: גישת החיסון

"המלחמה בסרטן בכלל, ובמלנומה בפרט, הולכת ומתפתחת לאורך השנים, באמצעות מגוון שיטות טיפוליות כמו: ניתוחים, כימותרפיה, הקרנות ואימונותרפיה; אך גישת החיסון, שהוכחה כיעילה כל כך כנגד מחלות נגיפיות לסוגיהן, טרם הוכתרה כהצלחה לטיפול בסרטן", אומרת פרופ' סצ'י-פאינרו. "במחקר שלנו הראינו שניתן לייצר חיסון יעיל כנגד סרטן העור מלנומה."

"המחקר שלנו פותח פתח לגישה חדשה לחלוטין – גישת החיסון - לטיפול יעיל במלנומה, גם בשלביה המתקדמים של המחלה," מוסיפה פרופ' סצ'י-פאינרו. "אנחנו מאמינים שהשיטה שפיתחנו עשויה להתאים גם לסוגים אחרים של סרטן, וסבורים שעבודתנו מהווה תשתית מוצקה לפיתוח עתידי של חיסונים נגד סרטן בבני אדם."

יש לצוות החוקרים סיבה טובה לחייך. (מימין לשמאל):  ד"ר אנה סקומפרין, פרופ' רונית סצ'י-פאינרו, ד"ר ג'ואוו קוניוט, פרופ' הלנה פלורינדו.  צילום: גליה טירם.

למחקר, בהובלת פרופ' יריב גרבר והדוקטורנטית גלי כהן מהחוג לאפידמיולוגיה ורפואה מונעת בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר באוניברסיטת תל אביב, שותפים גם פרופ' רן קורנובסקי מהמרכז הרפואי רבין ופרופ' דוד ברודאי מהטכניון, והוא צפוי להתפרסם בגיליון ספטמבר 2019 של כתב העת המדעי למחקר סביבתי Environmental Research. המחקר נערך במימון האגודה למלחמה בסרטן והקרן למחקר בתחום איכות הסביבה ואפידמיולוגיה ע"ש ישראל יעקב ולילה אלתר ז"ל.

במסגרת המחקר אספו החוקרים מידע על יותר מ-12,000 מטופלים, רובם תושבי מרכז הארץ, שעברו צנתור לב במרכז הרפואי רבין בין השנים 2014-2004. באמצעות מאגר הנתונים של הרישום הלאומי לסרטן במשרד הבריאות גילו החוקרים כי למעלה מ-700 מהמטופלים חלו בסרטן במהלך תקופת המעקב שלאחר הצנתור, וכ-3000 נפטרו. מידע זה הוצלב עם הערכות על חשיפה כרונית למזהמים תחבורתיים, שהתקבלו באמצעות שני מודלים מתמטיים מתקדמים מהטכניון ומהאוניברסיטה העברית.

סכנה ממשית לאוכלוסייה פגיעה

"השתמשנו בשני מודלים כדי להגביר את הוודאות של הממצאים," אומרת הדוקטורנטית גלי כהן. "המודלים מתבססים על נתונים של עשרות תחנות לניטור מזהמים הפזורות ברחבי הארץ, וכל מודל מביא בחשבון גם נתונים נוספים, כגון נפחי תחבורה, מטאורולוגיה ומשתנים גיאוגרפיים. אנחנו נעזרנו בהם כדי להעריך באופן מדויק ככל האפשר את רמת החשיפה בכתובת מגוריו של כל נבדק לריכוזי תחמוצות החנקן (NO_x) באוויר, הנחשבים למדד מהימן של רמת הזיהום התחבורתי. מכיוון שמרבית המטופלים היו תושבי מרכז הארץ, ההבדלים ברמות החשיפה אינם משקפים מגורים באזורים שונים, אלא גורמים שעשויים להשתנות אף בתוך העיר עצמה, כמו למשל, קרבת הבית לכבישים סואנים. בנוסף הבאנו בחשבון מאפיינים אישיים וקליניים של המשתתפים, ביניהם עישון ומצב סוציואקונומי."

הממצאים העלו כי חשיפה גבוהה (מעל 25 חלקיקים למיליארד) לתחמוצות חנקן ממקור תחבורתי קשורה לעלייה משמעותית – בשיעור של עד פי 1.56 – בסיכון של חולי לב ללקות בשלושה סוגי סרטן - סרטן הערמונית, השד והריאה. ככל שהחשיפה הייתה גבוהה יותר, כך עלה הסיכון. בנוגע לסוגי סרטן אחרים לא התגלה קשר כזה. חשוב לציין כי מנתוני האגודה למלחמה בסרטן ומשרד הבריאות עולה כי מדי שנה מאובחנים בישראל כ-2,500 חולות וחולים עם סרטן הריאה, כ-5,500 חולות סרטן השד וכ-2,000 חולי סרטן הערמונית. במקביל, על פי נתוני האיגוד הקרדיולוגי בישראל, מאובחנים כאן כ-20,000 חולים עם אוטם שריר הלב (התקף לב) בכל שנה.

"בקרב אוכלוסיית הנבדקים איתרנו קרוב ל-300 מקרים חדשים של סרטן הריאה, השד והערמונית, והמודלים הראו קשר סטטיסטי משמעותי וישיר בין חשיפה גבוהה לזיהום תחבורתי לבין הסיכון ללקות במחלה," מסכמת גלי כהן. "הסיכון לתמותה נמצא גם הוא קשור לזיהום אוויר תחבורתי, אך בעוצמה נמוכה יותר. חשוב להדגיש כי מדובר במחקר תצפיתי שאינו מאפשר הסקה ודאית על קיומו של קשר סיבתי בין זיהום אוויר לבין התוצאים הבריאותיים שנחקרו, שכן עשויים להיות גם הסברים אחרים. עם זאת, המחקר החדש מחזק את הכרזת הסוכנות הבינלאומית לחקר הסרטן (IARC) משנת 2013 על זיהום אוויר תחבורתי כגורם מסרטן לבני אדם, וכן את עמדתו של משרד הבריאות הישראלי, שב-2014 הוסיף את החשיפה לזיהום אויר ולזיהום אויר חלקיקי לרשימת הגורמים המוכרים כמסרטנים לבני אדם."

"מוחם של חולי פרקינסון מתאפיין בהיווצרות משקעים גדולים של חלבון מסוים," מסביר פרופ' אורי אשרי, ראש בית הספר סגול למדעי המוח. "משקעים אלה קשורים לתהליך הדרגתי שבו מתים תאים באזור 'החומר השחור' שבמוח האמצעי (substantia nigra). מות התאים גורם לירידה בשחרור המוליך העצבי דופמין במוח, וכתוצאה מכך לבעיות מוטוריות ובהמשך קוגניטיביות. הבעיה היא שבאמצעים המקובלים ניתן להבחין במשקעים אלו רק כשהם גדולים יחסית, כלומר בשלב מתקדם של המחלה, כש-75% מתאי החומר השחור כבר מתו, ולמעשה כבר לא ניתן לטפל בה. אנחנו חיפשנו דרך לאבחן את מחלת הפרקינסון בשלב מוקדם הרבה יותר, וגם בדקנו טיפול אפשרי למחלה הקשה, שנחשבת היום לחשוכת מרפא."

השיטה החדשה לאבחון של פרקינסון, שפיתחה קבוצת המחקר בהובלת פרופ' אשרי, מאפשרת לזהות את המחלה כבר בשלביה המוקדמים. שימוש בטכניקה מיקרוסקופית חדשנית המכונה סופר-רזולוציה, מאפשר זיהוי משקעי חלבון האופייניים למחלה עוד כשהם קטנים מאוד. המחקר בוצע על ידי ד"ר דנה בר-און, בשיתוף עם מעבדות באוניברסיטת קיימברידג' באנגליה, במכון מקס פלאנק בגוטינגן, ובאוניברסיטת לודויג מאקסימיליאן במינכן שבגרמניה. מאמר אודות התגלית התפרסם בכתב העת,Acta Neuropathologica  הנחשב למוביל בתחום המחלות הנוירולוגיות.

המחקר בוצע על ידי ד"ר דנה בר-און, בשיתוף עם מעבדות באוניברסיטת קיימברידג' באנגליה, במכון מקס פלאנק בגוטינגן, ובאוניברסיטת לודויג מאקסימיליאן במינכן שבגרמניה. המאמר התפרסם בכתב העת  Acta Neuropathologica הנחשב למוביל בתחום המחלות הנוירולוגיות.

לחסל את החלבונים הרעים כשהם קטנים

במהלך המחקר, יצרו השותפים בקיימברידג' עכברי מודל למחלת פרקינסון, המבטאים את החלבון אלפא-סינוקלאין האנושי עם מוטציה שגורמת באופן ספונטני ליצירת משקעים - צורה זו של החלבון נמצאה במשקעים של חולים לאחר המוות. כשעכברים אלה הגיעו לגיל 9-6 חודשים נצפו אצלם תסמיני פרקינסון.

בשלב זה נעזרו החוקרים בטכנולוגיית הסופר-רזולוציה כדי לבחון את מוחם של העכברים. "גילינו כי כבר בשלב מוקדם של המחלה מופיעים בתאי החומר השחור משקעים קטנים של החלבון אלפא-סינוקלאין," אומרת ד"ר בר-און. "עוד מצאנו שהמשקעים הקטנים הולכים ומתרבים עם התפתחות המחלה, בניגוד למשקעים הגדולים שהיכרנו, שמספרם נותר קבוע. מכך היסקנו כי המשקעים הקטנים הם החומר הרעיל הגורם למחלה. יותר מכך, הצענו השערה שייתכן כי המשקעים הגדולים הינם רק מנגנון פיצוי של המוח במאבקו נגד המשקעים הקטנים הרעילים."

בדרך לתרופה

בעקבות התגלית, שותף למחקר ממכון מקס פלאנק בגרמניה, המתמחה בפיתוח חומרים נוגדי משקעים, הצליח לפתח חומר בשם Anle 138b, המונע את הצטברות משקעי האלפא-סינוקלאין. עכברי המודל טופלו בחומר, ומצבם השתפר משמעותית: חלה עלייה בשחרור הדופמין במוחם, והתנהגותם שבה לנורמה.

"במחקר גילינו מנגנון מרכזי של מחלת פרקינסון, שלא היה מוכר עד כה, ומצאנו חומר המנטרל את המנגנון, שעשוי לשמש בסיס לפיתוח תרופה," מסכם פרופ' אשרי. "כיום נמצאת התרופה הפוטנציאלית בשלב הניסויים הקליניים. כמו כן אנחנו מחפשים דרך לאתר משקעי אלפא-סינוקלאין קטנים, כבר בשלב מוקדם של המחלה, אצל בני אדם. מכיוון שלא ניתן לחדור לשם כך למוח, אנחנו מחפשים את המשקעים הללו ברקמות/הפרשות נגישות יותר בגוף - בדגימות עור, ובעתיד אולי אף בדמעות של חולים וחולים פוטנציאליים."

במחקר שנערך במעבדתה של פרופ' נועה שנקר מבית הספר לזואולוגיה של אוניברסיטת תל אביב ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט נדגמו חסרי חוליות מסוג איצטלנים מתשעה אתרים לאורך חופי ישראל, בים התיכון ובמפרץ אילת. בדגימות מכל החופים נמצאו בגופם של האיצטלנים חלקיקי מיקרו-פלסטיק שגודלם קטן מחמישה מילימטרים, ובבעלי חיים ממי חופים רבים נמצאו גם כימיקלים מסוג פתאלטים, שמשמשים את תעשיית הפלסטיק ועלולים לגרום למגוון נזקים כולל שיבושים הורמונליים. המחקר, בהובלת הדוקטורנטית גל ורד מבית הספר לזואולוגיה, ובשיתוף פרופ' דרור אבישר ואביב קפלן מבית הספר לסביבה ומדעי כדור הארץ ע"ש פורטר, התפרסם בכתב העת Marine Pollution Bulletin.

"בסביבה הימית מתפרקים מוצרי הפלסטיק לחלקיקים זעירים המכונים מיקרו-פלסטיק, שגודלם נע מכמה עשרות מיקרונים (מיקרון = מיליונית המטר) ועד חמישה מילימטרים, כך שאת רובם לא ניתן לראותם בעין," מסבירה פרופ' שנקר. "בנוסף, הם משחררים למים כימיקלים שונים המשמשים את תעשיית הפלסטיק להקניית מגוון תכונות למוצריה – כמו גמישות, חוזק, צבע ועוד, אך עלולים לגרום נזקים שונים וקשים ליצורים חיים, כמו למשל שיבושים הורמונליים. אנחנו ביקשנו לבחון את רמת זיהום הפלסטיק שמגיעה לחיות ימיות לאורך חופי ישראל, ומכאן להסיק לגבי חומרת הזיהום במים." 

לראשונה בעולם במחקר מסוג זה נעזרו החוקרים בבעל חיים חסר חוליות בשם איצטלן, שנפוץ בכל בתי הגידול הימיים בעולם, ומתאים במיוחד למחקר מסוג זה: זהו בעל חיים ישיב שנצמד לסלע ואינו זז ממקומו כל ימי חייו. הוא ניזון על ידי סינון של עשרות ליטרים של מי ים מדי יום, וכשהמים מזוהמים, מצטברים בגופו גם המזהמים. לכן בדיקה של איצטלנים שנלקחו מחוף מסוים נותנת תמונה אמינה ביותר על מצב הזיהום ורמת הבריאות הסביבתית באותו אתר. במונחים מדעיים מהווים האיצטלנים סמנים ביולוגיים של איכות הסביבה הימית. בנוסף, קבוצה זו של חסרי חוליות היא הקרובה ביותר מבחינה אבולוציונית לחולייתנים (דוגמת בני האדם), ולכן היא מהווה מערכת מודל נפוצה למחקר.

פסולת פלסטיק על גבי מלפפון ים בשונית האלמוגים באילת (צילום: גיארמו בן-נעים אנדרסון)

תוצאות מדאיגות בחופי הרחצה האהובים

לצורך המחקר דגמו החוקרים איצטלנים מתשעה אתרים שונים, בהם נמלים, חופי רחצה ושמורות טבע. שבעה מהאתרים פרוסים לאורך חוף הים התיכון, מצפון עד דרום: שמורת אכזיב, נמל עכו, מכמורת, הרצליה, בת ים, הפארק הלאומי פלמחים והפארק הלאומי אשקלון; ושניים נמצאים בים סוף: המרינה באילת וריף הדולפינים. לאחר מכן הם בדקו במעבדה את כמות חלקיקי המיקרו-פלסטיק בכל פרט; בנוסף, באמצעות שיטת אנליזה כימית חדשה ומדויקת ביותר, שפותחה במרכז לחקר המים בראשות פרופ' אבישר, הם חיפשו באיצטלנים שרידים של תוספי פלסטיק מסוג פתאלטים המעניקים גמישות למוצרים, ועלולים לגרום לשיבושים הורמונליים ולמגוון נזקים אחרים אצל בעלי חיים ובני אדם. והתוצאות צריכות להדאיג את כולנו.

"בכל האתרים שבדקנו מצאנו איצטלנים עם חלקיקי מיקרו-פלסטיק, ובמרבית האתרים מצאנו גם תוספים תעשייתיים מסוג פתאלטים," אומרת החוקרת גל ורד. "חשוב לציין שלא תמיד נמצא קשר ברור בין ייעודו של החוף (נמל, חוף רחצה, פארק לאומי), ורמת הזיהום הגלויה לעין, לבין הממצאים שלנו. לדוגמה: בהשוואה בין שני חופי רחצה קרובים, בעלי רמת ניקיון דומה לכאורה, נמצא באחד ריכוז גבוה של פתאלטים, בעוד שבשני כמעט שלא היו פתאלטים כלל. ריף הדולפינים באילת הצטיין בהיעדר כמעט מוחלט של תוספי פלסטיק, אך לעומת זאת, הצטערנו לגלות רמות גבוהות של תוספי פלסטיק בחופי רחצה שרבים מאיתנו נוהגים לפקוד עם ילדינו."

"המחקר שלנו מדליק נורה אדומה לכל הציבור בישראל," מסכמת פרופ' שנקר. "גם אם לא תמיד ניתן לראות זאת בעין, הממצאים מראים שהחופים שלנו מזוהמים במיקרו-פלסטיק ובכימיקלים שמקורם במוצרי פלסטיק. פלסטיק הוא חומר שיצר האדם לשימושו, והוא נמצא בשימוש רחב ביותר, אך הוא יכול להיות מסוכן לסביבה וגם לנו. לכן כולנו מחויבים להשתמש בו באחריות. בנוסף למיחזור בקבוקים ואריזות, אנחנו קוראים לציבור, בין היתר, להפחית את השימוש במוצרי פלסטיק ובפרט במוצרים חד פעמיים. זה בידיים שלנו!"