בלב העניינים

בסוף ספטמבר הגיעו לאוניברסיטת בר-אילן עשרות רבות של מנהלי מעבדות, קרדיולוגים, מומחים ברפואה פנימית, כימאים קליניים ומהנדסי ביו-רפואה לשלושה ימי סימפוזיון. הם ביקשו להתעדכן מהמומחים המובילים בארץ ובעולם בשיטות חדישות לזיהוי רגיש, מדויק ומהיר של חלבון טרופונין וסמנים לבביים אחרים בדם

"טרופונין הוא חלבון המופרש לדם בזמן התקף לב," מסביר ד"ר עמוס דניאלי, שארגן וניהל את הכינוס, ועומד בראש המעבדה לדימות אופטי ולביו-חישה בפקולטה להנדסה ע"ש אלכסנדר קופקין ובמכון לננוטכנולוגיה ולחומרים מתקדמים של אוניברסיטת בר-אילן. "רק 8 אחוזים מהאנשים שמגיעים למיון עם כאב בחזה באמת עברו התקף לב. יותר מ-90 אחוז מהם לא עברו התקף לב ואת רובם אפשר וצריך לשחרר. לצערנו, המכשירים הקיימים אינם יכולים לזהות טרופונין ברמות נמוכות מאוד ולכן המטופלים מעוכבים במיון או מאושפזים. רק אם לאחר 9-6 שעות רמת הטרופונין עודה מתחת לטווח הזיהוי, אז הם משוחררים."

ובמיון, כולנו יודעים, עומס אדיר. הפנייה השנייה בשכיחותה למיון היא בעיות של כאבים בחזה וחשש להתקף לב. לו היתה אפשרות לשלול במהירות התקף לב באמצעות זיהוי רמת טרופונין נמוכה מאוד, היתה לכך תועלת רבה הן למטופלים ולבריאותם והן ליעילות עבודתם של חדרי המיון.

כדי להביא טכנולוגיות רגישות ומדויקות יותר לידי הבשלה ולהטמיע אותן בשימוש רפואי, יש צורך ביצירת שיתופי פעולה בין מערכת הרפואה הדחופה לחוקרים ולמפתחי הטכנולוגיות. "אחת ממטרות הכינוס היתה ליצור את הפלטפורמה לחיבורים אלו," מציין ד"ר דניאלי, שמיישם חיבור שכזה במעבדתו, ורבים משותפיו למחקר חברו אליו גם לארגון הכינוס, שנערך בחסות "הפדרציה הבין-לאומית לכימיה קלינית" ו"הפדרציה האירופית לכימיה קלינית ולרפואת מעבדה" ובחסותן של יצרניות הטכנולוגיה הגדולות בתחום.

את הטכנולוגיה לזיהוי אופטי רגיש של חלבונים, נוגדנים ודנ"א בתמיסה החל ד"ר דניאלי לפתח בלימודי הדוקטורט באוניברסיטת תל אביב ובפוסט-דוקטורט שערך באוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס. בחמש השנים האחרונות הוא וצוות הסטודנטים שלו ממשיכים לפתח אותה באוניברסיטת בר-אילן. "כבר שנים אנו יכולים לזהות מולקולת חלבון בדם באמצעות צימוד של מולקולה פלואורסצנטית, הפולטת אור כשמאירים עליה בקרן לייזר. אבל בריכוזים נמוכים, האות הנפלט כה נמוך, שהמכשירים הקיימים אינם יכולים לזהותו. נניח לדוגמה שכל החדר הזה הוא תמיסת הדם," מסביר ד"ר דניאלי "גודל קרן הלייזר הוא כגודלו של אגרוף ובריכוזים נמוכים בתוך האגרוף יהיו אולי 3-2 מולקולות פלואורסצנטיות." ד"ר דניאלי הוסיף לתמיסה חלקיקים מגנטיים שנצמדים למולקולות חלבון המטרה. התוצאה: מולקולת חלבון שמצד אחד שלהן מחוברות למולקולה פלואורסצנטית ומצדן האחר לחלקיק מגנטי. סנדוויצ'ים כאלה יצרו גם חוקרים אחרים; הם משתמשים בתכונה המגנטית כדי למשוך את חלבוני המטרה לצד אחד של המבחנה ואז שואבים את יתר התמיסה החוצה ומחליפים אותה במים מזוקקים. זהו תהליך מורכב, שאינו מבטיח דיוק, שכן אין ודאות שכל מולקולות החלבון אכן הגיעו לצד שאליו היו אמורות להגיע ושכל יתר התמיסה אכן נשאב.

"שתי מטרות עמדו לנגד עיני בשלב זה, לפשט את התהליך ובתוך כך גם לדייק את תוצאותיו. החידוש שלי נשען על השימוש בשני אלקטרו-מגנטים, מגנטים המופעלים באמצעות זרם חשמלי. באמצעות הצבה נכונה שלהם הצלחנו ליצור שדה מגנטי עצמתי ולאסוף את כל אלפי המולקולות שבתמיסה אל קרן הלייזר הצרה, עכשיו עצמת האות הוכפלה בכמה סדרי גודל. אבל זה לא הכול. כדי שלא נצטרך לשאוב את התמיסה, אנחנו מפעילים לסירוגין את האלקטרו-מגנטים, פעם ימני ופעם שמאלי. המולקולות אז נעות מצד לצד, בכל פעם שהן עוברות בתוך קרן הלייזר הן מאירות וכשהן יוצאות ממנה אינן מאירות, כלומר, מולקולות חלבון המטרה מהבהבות. ההבהוב הזה שונה מהרעש הקבוע של התמיסה ומאפשר לנו, ללא תהליך נוסף, לקבוע במדויק את אחוזי החלבון בתמיסה גם אם הוא נמוך מאוד.

הטכנולוגיה המיוחדת הזאת משרתת היום מחקרים משותפים עם עוד ארבע מעבדות באוניברסיטת בר-אילן, ופשטותה מאפשרת למסחר את הטכנולוגיה ולפתח מכשיר קטן, ממש כמו מכונת קפה, שישמש את הרופא לבדיקה. מכשיר ראשון שפותח על בסיס הטכנולוגיה של ד"ר דניאלי משמש לזיהוי נגיפי זיקה וכבר מותקן במרכז הרפואי שיבא תל השומר. פיתוח זה הוא פרי שיתוף פעולה מחקרי עם פרופ' אלי שוורץ, מומחה מספר אחד למחלות טרופיות בארץ ואחד ממייסדי רפואת המטיילים בארץ, וד"ר יניב לוסטיג, מהמעבדה המרכזית לנגיפים בשיבא תל השומר, בוגר מעבדתה של סגנית נשיא למחקר, פרופ' שולמית מיכאלי. ד"ר דניאלי זכה בגרנט משותף עם פרופ' מייק דאימונד מאוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס, מומחה עולמי בתחום ואחד הווירולוגים הידועים בעולם, ומחקרם זה מתמקד בזיהוי נגיפי קדחת הנילוס המערבי.   

"עם צוות המעבדה המסור ועם השותפים החשובים שלי באקדמיה, במערכת הרפואה ובתעשייה," אומר ד"ר דניאלי, "אני ממשיך לפתח את הטכנולוגיה בשאיפה להביאה לידי הבשלה בהקשר של זיהוי רגיש ומהיר של טרופונין, לטובת מטופלים ומערכות הרפואה הדחופה בכל רחבי העולם."