החיסון לדלקת פרקים: תאים מהונדסים שנלחמים במחלה בתוך הגוף

החיסון לדלקת פרקים: תאים מהונדסים שנלחמים במחלה בתוך הגוף

שמעתם על מכוניות אוטונומיות, זה ברור. כולם שמעו עליהן. אבל מה לגבי "תאים אוטונומיים" שמסתובבים בגוף ונלחמים בדלקת פרקים? ההמצאה הזו מפותחת ממש עכשיו, במעבדות מחקר באמריקה שם יצרו סוג חדש של תאים מתוכנתים, שזכו לכינוי "תאי סמארט" – שזה ראשי תיבות באנגלית ל- "תאי גזע משופרים לטיפול שיקומי אוטונומי". התאים הללו אמורים להיות מסוגלים להגן על הסחוס המתדלדל באמצעות הפרשת סחוס חדש במקום הפגיעה, ובנוסף לזאת – מפרישים גם חומר אנטי-דלקתי שמגן על המפרקים מנזקי דלקת הפרקים. וכל זאת, בזמן שהם נשארים בגוף לאורך זמן וממשיכים להגן עליו מדלקות בפרקים.

arthritis.jpg

דלקת פרקים, לא עלינו. אבל על מספיק אנשים – 23 אחוזים מהאוכלוסייה הבוגרת בארצות הברית. מקור: פליקר

"מטרתנו היא לארוז את תאי הגזע המתוכנתים כחיסון לדלקת פרקים, שיספק חומר אנטי-דלקתי למפרק המודלק, אבל רק כאשר יש בכך צורך." אמר פרשיד גוילק, פרופסור לאורתופדיה בבית הספר לרפואה באוניברסיטת וושינגטון. "כדי לעשות זאת, היינו צריכים ליצור תא חכם."

וזה בדיוק מה שעשו. החוקרים לקחו תאי עור מזנבותיהם של עכברים, וגרמו לתאים 'לחזור אחורנית בזמן' ולהפוך לתאי גזע. הם תכנתו מחדש את התאים באמצעות כלי חדשני להנדסה גנטית הידוע בשם CRISPR, והחדירו לתוכם גן שמופעל בכל פעם שהתאים חשים בדלקת מסביבם. ברגע שהגן מופעל, התאים המתוכנתים היו אמורים לשחרר חומר ביולוגי שישכך את הדלקת באזור.

רוב התרופות המשמשות כיום לטיפול בדלקת הפרקים, מתמקדות בסיכול ממוקד של מולקולה מסוימת – TNF- אלפא – הקיימת באזור הדלקת ומתגברת אותה. הבעיה היא שהתרופות הללו ניתנות באופן סיסטמטי – כלומר, הן נלקחות לרוב בצורה של כדור, ולכן רק חלק קטן מהכמות הנלקחת מגיעה למפרקים. כתוצאה מכך, התרופות פוגמות בפעילותה של מערכת החיסון בכל הגוף, וחושפות את החולה לזיהומים.

לאחר שתכנתו מחדש את תאי הגזע, החוקרים העניקו להם מספר ימים במהלכם התמיינו התאים לתאי סחוס וייצרו רקמת סחוס חדשה. ולא זאת בלבד, אלא שהחוקרים גילו שהתאים המתוכנתים מוגנים מפני דלקת.

כל זה טוב ויפה, אבל חשוב לזכור שיש עוד דרך ארוכה מאד מהדגמת היכולות של התאים במעבדה, ועד ליישומם בגוף האנושי. החוקרים מתחילים עכשיו לבחון את התאים המהונדסים בעכברים הלוקים בדלקת פרקים, אך גם אם יראו תוצאות חיוביות, יעבור לפחות עוד עשור (וזו הערכה נדיבה) לפני שיפותח חיסון לדלקת הפרקים האנושית.

אבל בואו נבין לרגע מה המשמעות של פיתוח שכזה.

התקדמות הביולוגיה

קודם כל, הרשו לי להביע התלהבות כמי שעשה את התואר השני והשלישי שלו במעבדות ביו-רפואיות. אני לא מתלהב רק מהפיתוח החדש (למרות שיש לו באמת פוטנציאל גדול), אלא מהעובדה שכדי לגרום לו לקרות עשו החוקרים שימוש בשתי טכנולוגיות שכשאני התחלתי את הדוקטורט שלי, נראו כחלום או כמדע בדיוני לביולוגים מסביב לעולם. הרעיון לקחת תאים בוגרים בגוף ולהפוך אותם לתאי גזע, היה פנטזיה שרק בסוף העשור הראשון לשנות האלפיים הפך למציאות. היכולות ש- CRISPR מספקת לנו בהנדסה גנטית יעילה ופשוטה לביצוע, היו כאלו שאפשר היה רק לחלום עליהן עד לפני חמש שנים בערך. (ראו עוד כמה דוגמאות להתקדמות הרפואה והביו-טכנולוגיה, בקישור הזה ו- הזה בבלוג)

העובדה הזו – שהביולוגיה ממשיכה להתקדם בקצב מהיר, ושתוך עשר שנים השתנו לגמרי השיטות בהן משתמשים חוקרים במעבדות והפכו ליעילות ולמשוכללות יותר – קריטית להבנתנו את עתיד הביולוגיה והרפואה. המשמעות האמיתית של הרשומה הזו אינה לשווק סוג חדש של תאים מהונדסים. אלו ייכשלו בניסויים קליניים בסבירות גבוהה, כפי שקורה לרוב התרופות הפוטנציאליות המפותחות במעבדות המחקר. אבל התקדמות השיטות עצמן מוודאת שפיתוחים דומים ימשיכו להגיח מהמעבדות – ובמוקדם או במאוחר יצליחו כמה מהם ויגיעו לשימוש ברפואה המודרנית.

ואז מה?

חיסונים – להכל

כאמור, עוד ארוכה הדרך עד לפיתוח תאים מתוכנתים המסוגלים לשחות בזרם הדם, לשקם סחוס במקומות הנדרשים ולעצור את דלקת הפרקים עוד כשהיא מתחילה.

אבל התחלנו כבר לפסוע בדרך הזו. לאן היא תוביל אותנו?

ראשית, מדובר בטיפול למניעת הזדקנות. חד וחלק. דלקות פרקים פוגעות אמנם בכל האוכלוסייה (יותר מעשרים אחוזים מהמבוגרים בארצות הברית לוקים בסוג כלשהו של דלקת פרקים), אך הסיכוי לפתח דלקת פרקים עולה עם הגיל. אם נצליח לפתח חיסון כנגד דלקת פרקים, הרי שיהיה מדובר למעשה בטיפול נגד מחלת זקנה נפוצה שימנע אותה כליל. לאחר שיוזרקו התאים לגוף הם יוכלו להמשיך להתרבות בתוכו באופן מבוקר, ולספק חיסון מתמשך מהמחלה. אולי טיפול שכזה לא יאריך את משך חיי המטופל, אבל הוא בוודאי ישפר באופן משמעותי את איכותם.

אבל למה לעצור שם?

אם הביו-טכנולוגיה תתקדם לרמה בה אנו יכולים לפתח חיסונים על בסיס תאים המסתובבים בגוף ומבצעים פעולות חשובות, הרי שנוכל גם ליצור חיסונים לטרשת עורקים – מצב בו העורקים המובילים דם ללב נחסמים – באמצעות תאים שיפרקו את החסימות מדי יום, עוד כשהן נוצרות. נוכל ליצור חיסונים מפני שבצים. וכאשר נבין טוב יותר מחלות זקנה כמו אלצהיימר, נוכל בוודאי ליצור חיסונים גם כנגדן. וכן, גם כנגד רבים מסוגי הסרטן התוקפים את הגוף.

ואם כל זה לא מספיק לכם כדי להתרגש, שימו לב לנקודה הבאה: החיסונים הקיימים כיום זולים מטבעם, גם מכיוון שהם ניתנים פעם אחת או פעמיים בלבד לאורך החיים, וגם מכיוון שרוב הממשלות מסבסדות את מתן החיסונים כדי למנוע התפרצות מחלות שיפגעו באוכלוסייה, בכח העבודה ובכלכלה. הוצאות הבריאות של הממשלות כיום אסטרונומיות, ורק עתידות לעלות בעשורים הקרובים ולהמשיך לפגוע בכלכלה. מסיבה זו, ממשלות ירצו לסבסד כל חיסון שיפותח כנגד מחלות הזקנה ויאפשר גם לאנשים בני שישים ומעלה להמשיך לעבוד ולהתקיים בכבוד.

סיכום – ואזהרה

עם כל ההתלהבות, אני מרגיש צורך לסיים עדיין בסיכום ובאזהרה: כל הטיפולים האלו עדיין אינם בנמצא. קל לנופף בידיים ולהשתפך על העתיד המרגש שצפוי לנו, אבל הוא יגיע כתוצאה מעבודתם המאומצת של אלפי חוקרים במעבדותיהם, שיצטרכו לפענח כיצד לתכנת את התאים וכיצד להימנע מבאגים בתכנות. הם יצטרכו לבחון את התאים המהונדסים על שפע של חיות מודל ולבסוף גם על נבדקים אנושיים. הם יצטרכו להבין איך להכווין את התאים בדיוק למטרה כך שלא יפעלו במקומות בהם הם עלולים לגרום לנזק, איך לשרוד בגוף לאורך זמן מבלי להתחלק יותר מדי כפי שעושים תאים סרטניים, ואיך לנטרל אותם בתוך הגוף במידה ויש בכך צורך.

בקיצור, בדרך צפויות לנו עוד מהמורות רבות וקשיים לא-פשוטים, אבל אם הטכנולוגיות ימשיכו להתקדם ולהתפתח בקצב הנוכחי, עוד נזכה לחיות בעולם עם חיסונים לרוב המחלות. ואם לא אנו, אז ילדינו.

מקור: ידיעה לעיתונות מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת וושינגטון

מקור לתמונת השער: אתר MedicalNewsToday.com

באג המחשב שתקע טייסת של מטוסי הקרב היקרים בעולם בלב ים

באג המחשב שתקע טייסת של מטוסי הקרב היקרים בעולם בלב ים

טייסת מטוסי הראפטור F-22 פילחה את השמיים בדרך מבסיס חיל האוויר של ארצות הברית בהוואי, לאוקינאווה שביפן. ה- F-22 אינו מסוג המטוסים שאתה רוצה להיתקל בו בסמטה חשוכה. חיל האוויר האמריקני טוען שאף מטוס קרב קיים אינו יכול להתחרות בעליונות האווירית שמספק ה- F-22. הוא נועד לחמוק לשטח האויב ולהפיל מטוסי קרב אחרים ביעילות שאין שני לה. אבל זה לא היה תפקידו באותו מסע קצר.

וטוב מאד שכך, מכיוון שבאמצע הדרך התרסקו כל מערכות המחשוב בכל הטייסת, באותו זמן בדיוק.

הטייסים לא נכנסו לפניקה. המערכות שנפלו היו אמנם קריטיות בשדה הקרב – מערכות תקשורת, דלק וניווט – אך המטוסים עדיין המשיכו לטוס. כשהמחשבים סירבו להגיב לפקודות חדשות, הטייסים פשוט אתחלו אותם. או בלועזית צחה – עשו ריסט. המחשבים נדלקו מחדש, החלו לטעון את המערכות, וקרסו שוב מיד.

זה היה השלב בו הטייסים הבינו שהצרה עלולה להיות גדולה יותר מכפי שנדמה להם במבט ראשון. הם היו באמצע לב ים בלי יכולות ניווט, תדלוק או תקשורת עם גורם חיצוני. הם חששו להמשיך לטוס ליעד המקורי – האם ימצאו אותו בכלל? האם יוכלו לנחות בבטחה? – וכך עשו את הדבר היחיד שיכלו, ביצעו פניית פרסה חדה וקיוו למצוא מחדש את בסיס הבית.

למזלם של טייסי ה- F-22, ליוו אותם מטוסי תדלוק במסעם. מערכות הניווט במטוסים אלו המשיכו לתפקד כרגיל, וכך יכלו להנחות את מטוסי הקרב המשוכללים ביותר בעולם בחזרה הביתה.

f-22-raptor_009-ts600.jpg

מטוס הקרב המשוכלל ביותר בעולם. לא שווה הרבה כשמערכות המחשבים שלו מושבתות. התמונה במקור מ- Military.com

כשהגיעה הטייסת להוואי, נערכו בדיקות מחמירות בכל מטוס ומטוס. ברור היה שמדובר בפגיעה במחשבים שעל כלי הטיס, אך החשד הראשוני – מתקפת סייבר – נשלל במהירות. מומחים למדעי המחשב עברו בקפידה על יותר מ- 1.7 מיליון שורות הקוד שהכילו מערכות הטיס, וחיפשו את הסיבה לתאונה. לאחר סריקה מעמיקה הם גילו אותה, והיא הייתה פשוטה להחריד: ברגע שחצו מערכות המחשוב את "קו התאריך הבינלאומי" – קו דמיוני, שכאשר חוצים אותו מתחלף התאריך – הן קרסו מיד, כולן ביחד.

וכך טייסת שלמה של מטוסים, שעלות כל אחד מהם עומדת על מאתיים מיליון דולרים בערך, שותקה מכל בחינה מעשית. אילו היה הדבר מתרחש בשדה הקרב, היו המטוסים הופכים להיות חסרי שימוש. כל זאת, בשל באג קטן וערמומי בתכנה, שאיש לא השכיל לזהות מראש.

ממטוסים למכוניות

ועכשיו לתאונה אחרת, שונה מאד – ודומה יותר מכפי שהיינו רוצים. במאי 2016 נסעה מכונית של טסלה בכביש המהיר בפלורידה. אני כותב במכוון "נסעה המכונית" מאחר והרכבים של טסלה חמושים ב- "נהג אוטומטי" אותו יכול הנהג האנושי להפעיל כרצונו. טסלה ממליצה להתייחס לנהג האוטומטי כמערכת מסייעת בלבד, ומסבירה כי הנהג מחויב לשמור ידיו על ההגה בכל זמן הנסיעה, ולהמשיך לשלוט ברכב. אף על פי כן, נראה שחלק מהנהגים מייחסים למערכת יכולות מוגזמות.

כך, לפחות, עשה הנהג באותו יום הרה גורל, כאשר סמך על הנהג האוטומטי יותר מדי. לפי הפרטים שנחשפו אודות האירוע, ה- 'נהג' האנושי צפה במהלך הנסיעה במכשיר הדי-וי-די הנייד שהיה ברכב, מתוך אמונה שהמכונית תסתדר בכוחות עצמה על הכביש. זה לא מה שקרה, והרכב התנגש בעוצמה במשאית שנסעה מולו. הנהג מת במקום.

Williston-f2.0.JPG

תמונת המשאית בה נכנס הרכב של טסלה במהירות גבוהה בכביש המהיר. הרכב הצליח לצאת מצדה השני של המשאית ולהמשיך לנסוע לאחר מכן – אך ללא רוב חלקו העליון, וכנראה שגם בלי נהג (או נוסע) חי. 

אלון מאסק, מנכ"ל טסלה, אמנם הביע את צערו על האירוע הטרגי, אך הבהיר בהודעה לציבור מטעם טסלה כי –

"זהו מקרה המוות הראשון הידוע רק במהלך יותר מ- 130 מיליון מיילים בהם הופעל הנהג האוטומטי. בכלי הרכב בארה"ב יש מוות כל 94 מיליון קילומטרים. ברחבי העולם, יש מוות כמעט כל 60 מיליון קילומטרים."

במכתב נפרד לפורבס, הוסיף וטען מאסק כי אילו הנהג האוטומטי של טסלה היה זמין בכל רחבי העולם, הרי שחצי-מיליון אנשים היו ניצלים ממוות מדי שנה.

מגיבים אחרים, ככתב הטכנולוגיה והתרבות ניק בילטון, התלוננו במרירות בטוויטר כי –

"1.3 מיליון בני-אדם מתים מדי שנה בתאונות רכבים. אבל אדם אחד מת ברכב טסלה בנהיגה אוטומטית, ואנשים קובעים שמכוניות ללא-נהג אינן בטוחות."

טענותיהם של בילטון ומאסק אינן מחזיקות מים, בלשון המעטה. גם אם אפשר להסתמך על הנתונים שטסלה מספקת, הרי שמדובר במידע המגיע מ- 25,000 מכוניות בלבד. מכוניות אלו יקרות מאד, כך שסביר להניח שרוב הנהגים בהן אינם צעירים חסרי-ניסיון על הכביש, אלא מבוגרים מנוסים יותר. רכבי טסלה גם גדולים וחסונים יותר מרוב הרכבים הפרטיים שעל הכביש, כך שאין פלא שהם מגנים יותר על הנוסעים במקרה של תאונה מרכבים רגילים. ואם כל זה לא מספיק, הרי שדו"ח של מכון ראנד קבע לאחרונה שרכבים אוטונומיים יצטרכו לגמוע מאות מיליארדי קילומטרים על הכביש לפני שניתן לבצע ניתוח סטטיסטי ולהשוות את ביצועיהם לאלו של רכבים עם נהג אנושי.

בקיצור, אי אפשר להשוות בין תפוזים ולימונים בכזו קלות. אלא שבעיה אחרת מסבכת את כל העניין עוד יותר: מקור כוחן של המכוניות האוטונומיות – העובדה שכולן נהוגות ונשלטות על-ידי אותה תכנה, או אותה מערכת אחידה – הוא גם נקודת תורפה גדולה.

סכנות המערכת האחידה

כבני-אדם, כולנו שונים במקצת זה מזה בדרכי החשיבה והפעולה שלנו. יש בינינו הנוהגים יותר ופחות בבטחה, מיומנים יותר או פחות באמנות הנהיגה, מתחשבים יותר או פחות על הכבישים.

הבינה המלאכותית, לעומת זאת, היא סטנדרטית. רוצה לומר, כל רכבי טסלה עומדים להתנהל על הכבישים באופן זהה בדיוק. כולם מקבלים על עצמם את אותה תכנה ואותה מערכת הפעלה.

ועתה, מה קורה אם יש ברכבים הללו באג כלשהו? למשל, באג שיגרום למערכות המחשוב שלהם לקרוס מיידית במצבי קיצון מסוימים?

אם חשש זה נשמע לכם הזוי, ראוי שתזכרו שעדיין לא הצלחנו לנכש את הבאגים מאף תוכנה – והרכבים של טסלה כבר הוגדרו כ- "מחשב על גלגלים". המכוניות המודרניות מכילות עשרות מיליוני שורות קוד – וכל שורה נוספת מעלה את הסיכוי לפעולה שגויה כלשהי. מטוסי ה- F-22 המהוללים והיקרים הכילו רק 1.7 מיליון שורות קוד – וקרסו כשחצו את קו התאריך. קיימים, לפיכך, באגים גם במכוניות של טסלה ומכיוון שהרכבים האלו פועלים על בסיס אותה מערכת, כשבאג כזה יצוץ לפתע הוא עלול להשפיע על אלפי נהגים בו-זמנית. זוהי הסכנה הגדולה הטמונה בשימוש במערכת אחידה.

המחשבים שישגיחו על המחשבים

ראשית, לא צריך להיכנס לפאניקה ולעצור את כל התקדמות הטכנולוגיה. סביר להניח שתוך חמש עד עשר שנים, הרכבים האוטונומיים באמת ינהגו בכבישים טוב יותר מהנהג האנושי הממוצע. כל הניתוח שעשיתי עד כה רק מסמן על נקודה אחת חשובה: עלינו לבחון את הביצועים שלהם ברמת קפדנות מחמירה ולא להיות שאננים, מאחר ובאג אחד יכול להשפיע על מיליוני מכוניות בו-זמנית.

הבאג הבעייתי ביותר הוא זה שאיננו יכולים אפילו לדעת על קיומו. כאשר מכונית אוטונומית עושה תאונה, ברור שהתוכנה ששולטת בה תיבחן לעומק כדי להבין האם שגיאה כלשהי גרמה לתאונה. אבל מה קורה במצב בו המכונית אינה עושה תאונה, אלא רק נוהגת ביעילות פחותה מהמיטב אליו היא מסוגלת להגיע, כתוצאה מבאג כלשהו בתכנה? למתכנתים האנושיים יהיה קשה במיוחד לזהות מקרים כאלו, שכן איך אפשר לדעת מה היעילות המירבית אליה יכול הרכב האוטונומי להגיע?

כדי לזהות תקלות מסוג זה, יצטרכו המתכנתים האנושיים להריץ תוכנות בינה מלאכותית שינתחו את ביצועי הרכב. בינות בוחנות אלו יוכלו גם להריץ מיליוני סימולציות של מצבים שונים, וכך יבחנו את התוכנות בקפדנות הנדרשת. כלומר, הבינה המלאכותית היא זו שתשמש אותנו כדי לוודא שהבינה המלאכותית מתפקדת כנדרש. המחשב ישגיח על המחשב, לטובת בני-האדם.

בסופו של דבר, הרכבים האוטונומיים יכולים להיות אחת ההמצאות החשובות ביותר של המאה ה- 21, ולהביא טוב גדול לאנושות. אבל כמו כל טכנולוגיה – עלינו להבין גם את הצדדים האפלים שלה, ולדאוג לנטרל ולמזער אותם מראש עד כמה שרק אפשר.


בספרי החדש, "השולטים בעתיד: הון-שלטון, טכנולוגיה, תקווה" אני מעלה נקודות נוספות בנוגע ליכולותיה של הבינה המלאכותית לשלוט בעצמה – ולהנחות גם את פעולותיהם של בני-האדם בסופו של דבר. הספר זמין לרכישה בחנויות הספרים בישראל, דרך האינטרנט, או אפילו בעותק דיגיטלי (נו, אנחנו בעתיד, לא?).