נינה טנדון: האם הנדסת רקמות משמעה רפואה מותאמת-אישית?

ברצוני להקרין לכם סרטון של כמה מהדוגמניות איתן אני עובדת. הגודל של כולן מושלם, ואין עליהן גרם אחד של שומן. אמרתי כבר שהן יפהפיות? ושהן דוגמניות מדעיות? [צחוק]

כפי שודאי ניחשתם, אני מהנדסת רקמות, וזה סרטון של חלק מהלב הפועם שתכננתי במעבדה. ואנו מקווים שיום אחד רקמות אלה ישמשו חלקי-חילוף עבור הגוף האנושי. אך היום אספר לכם כיצד הרקמות האלה מהוות דוגמניות מעולות.

הבה נחשוב לרגע על תהליך אישור התרופות. מהרכבת התרופה עוברים לבדיקות במעבדה, על בעלי-חיים, מבדקים קליניים, או מה שאפשר לכנות בדיקות על בני-אדם, לפני שהתרופה מגיעה לשוק. כל זה עולה המון כסף, גוזל זמן רב, ולפעמים, גם אם התרופה מגיעה לשוק, היא פועלת באופן בלתי-חזוי וממש מזיקה לאנשים. וככל שהכשל שלה מאוחר יותר, כך חמורות יותר ההשלכות.

הכל מצטמצם לשתי בעיות. א', בני-אדם אינם עכברים, ו-ב', למרות הדמיון המדהים בינינו, לאותם הבדלים זעירים ביניכם וביני יש השפעות עצומות על חילוף החומרים שלנו כשמדובר בתרופות וכיצד תרופות אלה משפיעות עלינו.

ובכן, מה אם היו לנו דגמים טובים יותר במעבדה שלא רק יכלו לחקות אותנו יותר טוב מעכברים אלא גם לשקף את המגוון האנושי? הבה ונראה איך ניתן לעשות זאת בעזרת הנדסת רקמות.

אחת הטכנולוגיות המרכזיות והחשובות ביותר היא מה שמכונה "תאי גזע רב-תכליתיים מושרים". הם פותחו די לאחרונה ביפן. אם כן, תאי הגזע המושרים. הם דומים מאד לתאי גזע עובריים בלי כל הסוגיות המוסריות. אנו משרים תאים, למשל, תאי עור, בכך שאנו מוסיפים להם מספר גנים, מגדלים תרביות, ואז אוספים אותם. כלומר אלה תאי עור שאפשר להטעות אותם, קצת כמו בשיכחה תאית, ולהביאם למצב עוברי. ואין כאן סוגיות מוסריות, יתרון מגניב מס' אחד. יתרון מגניב מס' שניים: אפשר לגדל מהם כל סוג של רקמה: רקמת מוח, לב, כבד - הבנתם את הרעיון - אבל מהתאים שלכם. כך שאנו יכולים ליצור דגם של הלב או המוח שלכם על גבי שבב.

הפקת רקמות בדחיסות ובהתנהגות ברות-חיזוי היא המרכיב השני, וזה יהיה באמת המפתח בהתאמת דגמים אלה לתהליך גילוי התרופות. זהו תרשים של כור ביולוגי שאנו מפתחים במעבדתנו כדי לסייע בהנדסת רקמות בדרך יותר מודולרית וניתנת לשינוי גודל. נמשיך: תארו לעצמכם גירסה מקבילה וגדולה יותר של זה עם אלפי פיסות של רקמות אנושיות. זה יהיה כמו לבצע ניסוי קליני על גבי שבב.

אבל דבר נוסף בקשר לתאי גזע מושרים אלה הוא שאם ניקח תאי עור, נניח, מאנשים בעלי מחלות גנטיות ונהנדס מהם רקמות, נוכל בעצם לנצל שיטות של הנדסת רקמות כדי לייצר דגמים של מחלות אלה במעבדה. הנה דוגמה ממעבדתו של קווין איגן בהארוורד. הוא הפיק נוירונים מתאי הגזע המושרים הללו שנלקחו מחולים במחלת לו גריג, זיהה בהם את הנוירונים השונים, ומה שמדהים, נוירונים אלה גם מפגינים תסמינים של המחלה. אז עם דגמי מחלה כאלה, אנו יכולים להשיב מלחמה מהר מאי-פעם ולהבין את המחלה טוב יותר מאי-פעם, ואולי גם לגלות תרופות מהר יותר. זו דוגמה נוספת של תאי גזע ייחודיים-לחולה שהונדסו ממישהו שחולה ברטיניטיס פיגמנטוזה. מדובר בהתנוונות הרשתית. זו מחלה שקיימת במשפחה שלי, ואנו באמת מקווים שתאים כאלה יעזרו לנו למצוא לה תרופה.

יש אנשים שחושבים שהדגמים האלה בסדר גמור, אבל שואלים, "האם הם טובים כמו חולדות? החולדה היא אורגניזם שלם, אחרי הכל, עם רשתות איברים הפועלים באינטראקציה. תרופה ללב עלולה להתפרק בכבד, וחלק מתוצרי הלוואי עלולים להישמר בשומן. אינכם מפספסים את כל זה עם הדגמים מהונדסי הרקמות?" ובכן, זו מגמה נוספת בתחום הזה. ע"י שילוב של טכניקות הנדסת רקמות ומדע המיקרו-נוזלים, התחום הזה מתפתח בדיוק לכיוון הזה, לדגם של כל המערכת האקולוגית של הגוף, כולל כל מערכות האיברים, שיאפשר לבחון איך תרופה שלוקחים למשל בשביל לחץ דם יכולה להשפיע על הכבד או איך נוגד-דכאון ישפיע על הלב. קשה מאד לבנות מערכות אלה, אבל אנו מתחילים כעת להגיע לכך, אז תתכוננו.

אבל זה ממש לא הכל, כי מרגע שמאשרים תרופה, טכניקות הנדסת הרקמות יכולות לעזור לנו לפתח טיפולים יותר מותאמים-אישית. זו דוגמה של משהו שאולי ידאיג אתכם מתישהו, ואני מקווה שזה לא יקרה. כי תארו לעצכמם שאתם מקבלים את ההודעה עם הבשורה הרעה שאולי יש לכם סרטן. האם לא הייתם מעוניינים לבחון אם התרופות נגד סרטן שאתם עומדים לקחת ישפיעו על הסרטן שלכם? הנה דוגמה ממעבדתה של קארן ברג, שבה משתמשים בטכנולוגיות הזרקת-דיו להדפסת תאי סרטן-שד ולחקור את התפתחותם ואת הטיפולים נגדם. וכמה מעמיתינו באוניברסיטת "טפטס" מערבבים דגמים כמו אלה עם עצם מהונדסת-רקמות כדי לגלות איך הסרטן יכול להתפשט מחלק אחד של הגוף לחלק אחר, ואתם יכולים לראות בשבבים מרובי-רקמות כאלה את הדור הבא של המחקרים האלה.

אז אם תחשבו על הדגמים שבהם עסקנו עכשיו, תוכלו לראות שבעתיד, הנדסת הרקמות יכולה בעתיד לחולל מהפכה בתחום בדיקת התרופות בכל שלב בתהליך: דגמי מחלה להרכבה טובה יותר של תרופות, דגמים מרובי רקמות אנושיות שיעזרו לחולל מהפכה בבדיקות המעבדה, הפחתת הניסויים הקליניים בבעלי-חיים ובבני-אדם, וטיפולים מותאמים-אישית שישנו לגמרי את מה שנחשב בעינינו לשיווקי. למעשה אנו מאיצים מאד את המשוב הזה בין פיתוחה של מולקולה והלימוד אודות דרכי פעולתה בגוף האנושי. התהליך שלנו בתחום זה בעצם הופך את הביו-טכנולוגיה ואת תורת התרופות לטכנולוגיית מידע, שעוזרת לנו לגלות ולבדוק תרופות מהר יותר, יותר בזול וביתר יעילות. זה נותן משמעות חדשה לשימוש בדוגמניות, לעומת ניסויים בבעלי-חיים, נכון? תודה לכם. [מחיאות כפיים]