התפרסמה הרשימה הראשונה של גנים המספקים יכולות 'על-אנושיות'

התפרסמה הרשימה הראשונה של גנים המספקים יכולות 'על-אנושיות'

ג'ורג' צ'ארץ' ידוע כאחד הממציאים הססגוניים והחשובים ביותר בתחום ההנדסה הגנטית בבני-אדם ובכלל. הוא כבר הצהיר על תכניותיו (שכנראה תצליח) להחזיר לחיים את הממותה השעירה, ולעצור את ההזדקנות האנושית. אולי זו הסיבה שאף אחד לא הופתע כשהפרופסור פרסם בשבוע האחרון רשימת גנים שאמורים לספק לבני-אדם יכולות 'על-אנושיות' – או לפחות כאלו שאנו רואים רק במספר קטן מאד של אנשים ברי-מזל[1].

רפרוף מהיר ברשימה חושף גנים שאמורים לספק לבני-אדם "עצמות חזקות במיוחד", "עמידות לוירוס ה- HIV", "יכולת צלילה למעמקים", "צורך בפחות שינה", ועוד רבים אחרים. הרשימה כוללת אפילו גנים שיפחיתו את הריחות הרעים שאתם מפיצים, או שימתנו את יכולתכם לחוש כאב.

superhuman genes picture.jpg

עבור חלק מהגנים, צ'ארץ' מפרט גם תופעות לוואי אפשריות. הגן שמעניק לכם עצמות דחוסות וחזקות, למשל, גם יקשה עליכם לצוף במים, מסיבות ברורות. ואנשים שאינם יכולים לחוש כאב מילדותם, יודעים היטב שזוהי ברכה מהולה בקללה: הם גדלים מבלי לדעת כאב מהו, ולעתים קרובות שוברים את עצמותיהם מבלי לחוש זאת כלל – וממשיכים ללכת כאילו דבר לא קרה, עד שגופם אינו מסוגל לשאת אותם יותר.

צ'ארץ' הסביר כי יצר את הרשימה לקראת עתיד בו רופאים יוכלו לבצע 'האקינג' לגוף האנושי – כלומר, לשנות אותו לפי דרישותיהם הספציפיות של הלקוחות. ואכן, קשה להתעלם מהפוטנציאל הרפואי של הגנים שצ'ארץ' מתאר. גם אם אינכם מעוניינים בעצמות חזקות או ביכולת לעצור את הנשימה מתחת למים למשך עשרים דקות[2], בוודאי תרצו ליהנות מעמידות לשחפת, לסוכרת מסוג 1 ו- 2, או למחלות האלצהיימר, הכבד והלב. הגנים לכל אלו נכללים ברשימה של צ'ארץ.

הרפואה הקונבנציונלית כיום מתקדמת באיטיות, אך ברור שהביו-האקרים – אנשים החמושים בערכות להנדסה גנטית תוצרת-בית – יקפצו על הרשימה כמוצאי שלל רב. אחד מהמובילים בתנועת הביו-האקינג, ג'וזיה זיינר, מוכר ערכות הנדסה גנטית לכל דורש. הוא בעל דוקטורט בביו-פיזיקה, ועבד בתחום הביולוגיה הסינתטית בנאס"א, עד שהחליט לעזוב את הארגון הממשלתי – ולפתוח את תחום הביולוגיה הסינתטית לכולם. על הדרך, הוא גם ביצע ניסויים בהנדסה גנטית על עצמו, כגון הניסיון לשנות את צבע עורו[3], או להגדיל את מסת שריריו[4].  רשימת הגנים המספקים יכולות 'על-אנושיות' נראית כאילו נוצרה במיוחד עבורו.

ואולי זה באמת המצב.

צ'ארץ' מוכר כאחד התומכים הגדולים בביו-האקינג, וברעיון שכל אחד יכול לשכלל אורגניזמים קיימים. הוא גם היועץ המדעי והעסקי של חברת "אודין", אותה הקים ג'וזיה זיינר במטרה מוצהרת להפיץ ערכות להנדסה גנטית לכל אדם[5]. ערכות אלו, ביחד עם הרשימה האמורה, מספקות לכל אדם – לשותף שלכם לדירה, לשכן שלכם בבניין, או לסבתא שלקחה קורס מתקדם בביולוגיה מולקולרית – את היכולת התיאורטית להנדס את הגנטיקה של עצמו.

וזה יכול להיות הדבר הטוב ביותר – והנורא ביותר – שיקרה לתחום ההנדסה הגנטית.

מצד אחד, ברור שיהיו תאונות נוראיות ואסונות רפואיים קשים. איני ממליץ לאף אדם לשחק (לפחות כיום) עם הגנים של עצמו. עדיין רב הנסתר על הגלוי בתחום הגנטיקה, וכאשר אתם משחקים פוקר עם הקוד הגנטי של עצמכם, אתם יכולים בקלות למצוא עצמכם מפסידים, ולגלות שגרמתם לנזק מיידי, ואפילו קטלני. חשוב שתהיה רגולציה בתחום זה, ועל כך כולם מסכימים.

מצד שני, הרגולטור – כלומר, הממשלה – ידוע בכך שאינו מתקדם עם הזמנים במהירות הרצויה. טחנות הרוח של החוק נעות לאט-לאט, ואינן נוהגות לזהות מצבים יוצאי-דופן, או להתחשב באנשים שזקוקים לעזרה כאן ועכשיו. ונודה באמת: כולנו זקוקים לעזרה. רבים מאיתנו חשופים למחלות לב, שבצים מוחיים, אלצהיימר, פרקינסון, סרטן, בזמן שאחרים – שהתברכו במוטציה אקראית בגן כלשהו – הינם בעלי עמידות יוצאת-דופן למחלות אלו. קשישים רבים סובלים מהתדלדלות במסת העצם והשריר, מלבד יוצאי-הדופן שמוגנים מפני אלו בזכות מוטציה זו או אחרת. כולנו חולים, או עומדים לחלות, ומצליחים באורח פלא להתעלם מעובדה זו. וכשמסתכלים על העניין בדרך זו, האם אפשר באמת להאשים את הביו-האקרים ופורצי-הדרך הראשונים, שמוכנים להילחם במחלות אלו – ובוחנים את הפיתוחים על גופיהם?

צ'ארץ' עצמו בחר להתייחס לנקודה זו בדיוק. בראיון לרשת פיוצ'וריזם הוא הסביר[6] כי מוטציות יכולות להיות בעלות השפעות חיוביות ושליליות באותה העת. ברור כי חלק מהמוטציות יכולות לגרום לנזקים – אך אם הן מגנות עלינו מפני מחלות מסוימות, מדוע שלא נבחר באופן מודע לקבל על עצמנו את הסיכון הזה? הרפואה כיום אינה מסוגלת להסכים עם גישה זו – מסיבות טובות – אבל ברור שגם דרך חשיבה זו יכולה להיטיב עם רבים.

כך או כך, ברור שבטווח הקצר יימצאו אנשים שישנו את הגנטיקה של עצמם באופן ניסיוני ועתיר בטעויות. אבל בטווח הארוך יותר, הרשימה של צ'ארץ' מדגימה לנו את הפוטנציאל של רפואת העתיד. בראייה ארוכת טווח, ברגע שהתחום יתמסד ויהפוך להיות בטוח יותר, נוכל לצמצם דרמטית את הסיכון ללקות במחלות לב, ניוון מוחי, וכן – גם להקנות לאינדיבידואלים את התכונות בהן יחפצו: כושר גופני גבוה, אינטיליגנציה גבוהה, עמידות למחלות ועוד.

כל ההתקדמות הזו, כמובן, פותחת קופת שרצים שלמה. האם מותר לאנשים להנדס את גופיהם, בתנאי שאין (כמעט) סיכון לכך? כנראה שכן – והחוק כבר ערוך לכך: אנו מתירים לנשים להשתיל סיליקון בגופיהן למשל. אבל האם מותר – או ראוי – שהורים יהנדסו את ילדיהם שטרם נולדו, כך שייהנו מתכונות טובות מסוימות? משרירים חזקים יותר, מהגנה ממחלות, או מאינטיליגנציה גבוהה יותר? כאן התשובה פחות ברורה. האם באמת ראוי שהורים יחליטו על גורל ילדיהם? ובעצם, האם אין הם עושים זאת כבר היום, באמצעות החינוך שהם מקנים לצאצאיהם?

אלו שאלות כבדות-משקל, והרשימה של צ'ארץ' – הרשימה שיכולה להפוך אתכם לעל-אנושיים – רק ממחישה כמה חשוב להתחיל לדון בהן כבר היום.


 

[1] http://arep.med.harvard.edu/gmc/protect.html

[2] https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)30386-6

[3] http://www.josiahzayner.com/2017/02/how-to-genetically-engineer-human-part.html

[4] https://www.vox.com/future-perfect/2019/5/19/18629771/biohacking-josiah-zayner-genetic-engineering-crispr

[5] http://www.the-odin.com/about-us/

[6] https://futurism.com/the-byte/george-church-superhuman-gene-hacks

אוואטארים חייתיים, או – איך זכה חולה סרטן לעזרה מ- 300,000 זבובים

אוואטארים חייתיים, או – איך זכה חולה סרטן לעזרה מ- 300,000 זבובים

כשרופאיו של מר רוג'רס (שם בדוי) הבינו שהוא לוקה בסרטן המעי הגס בשלב המתקדם ביותר – עם גרורות באזורים שונים בגוף, שפיתחו כבר חסינות למספר תרופות – הם הציעו לו להשתתף במחקר ראשון מסוגו. הוא הסכים, ותוך שנה וקצת גילה שכבר אינו לבד במערכה: 300,000 זבובים, שכל אחד מהם הונדס גנטית כדי לחקות את מצבו הרפואי של רוג'רס, הצטרפו למלחמה בסרטן.

תאיו הסרטניים של רוג'רס נשאו תשע מוטציות סרטניות, שכל אחת מהן גרמה לתאים להגיב באופן שונה לתרופות, לכמותרפיה, להקרנות ולדרכים מקובלות אחרות להתמודדות עם סרטן בבני-אדם. תשע המוטציות ביחד הקנו לתאי הסרטן של רוג'רס את היכולת להדוף מעליהם בבוז מספר רב של טיפולים. הרופאים הבינו שלא ניתן להילחם ביעילות בסרטן בשלב מתקדם כל-כך, עם מספר מוטציות רב כל-כך, בדרכים קונבנציונליות. וכך, הם בחרו ליצור את צבא הזבובים המהונדסים, המכונים גם "אוואטרים חייתיים".

fly-717854.jpg

החוקרים הנדסו גנטית מספר עצום של זבובים על מנת שתאיהם יישאו את אותן המוטציות הסרטניות שבתאיו של מר רוג'רס. זו לא הייתה מטלה קשה כל-כך, מכיוון שזבובי פירות קטנים מאד (קטנים בהרבה מהזבובים שאנו רגילים אליהם בישראל) ומתרבים במהירות. מהרגע שמספרם היה גדול מספיק, החוקרים העסיקו מערכת רובוטית שטיפחה את הזבובים, האכילה אותם, והחשוב מכל – בחנה עליהם 121 תרופות שונות, כל אחת לחוד, וגם בשילובים.

זוהי מערכת מתוחכמת וחכמה למציאת רעיונות חדשים לתרופות מותאמות-אישית. כל אדם שונה מרעהו, וגידולים סרטניים שונים זה מזה גם הם. ועדיין, אנו חייבים להתמודד היום עם מקרי סרטן באמצעות הסתמכות על תוצאות שהתגלו במהלך טיפולים בבני-אדם אחרים, על גידולים סרטניים 'דומים מספיק'. ברור שזה אינו מצב אופטימלי. ניסויים על האוואטארים החייתיים, לעומת זאת, יכולים לספק לנו תשובות מדויקות יותר בנוגע לתרופות ולטיפולים המתאימים בדיוק לסוג הסרטן בו לוקה כל חולה. אחרי הכל, הזבובים לוקים באותו הסרטן בדיוק, וכל ניסוי שייערך עליהם, יוכל לספק תשובות בעלות משמעות גם עבור החולה המקורי.

במקרה של מר רוג'רס, המערכת הרובוטית זיהתה מספר שילובי תרופות ששימרו את הזבובים בחיים, והאטו את התפשטות הסרטן במעיהם. הרופאים בחרו לטפל בסופו של דבר במר רוג'רס בשילוב של תרופה נגד סרטן בשם טראמטיניב, ותרופה לאוסטאופורוזיס בשם זולדרונייט. שילוב של שתי אלו הניב את התוצאות הטובות ביותר בטיפול בזבובים – והצליח לעכב את התפשטות הסרטן של מר רוג'רס במשך 11 חודשים שלמים. לאחר זמן זה, כנראה שצברו תאי הסרטן בגופו מוטציות חדשות, והצליחו להתמודד גם עם השילוב יוצא-הדופן של התרופות. רוג'רס נפטר לאחר שלוש שנים.

חשוב לי להבהיר שעדיין לא נערכו ניסויים רחבי-היקף שיוכיחו ששימוש באוואטארים חייתיים מייעל את הטיפול בסרטן או במחלות אחרות. אף על פי כן, ברור שיש כאן פוטנציאל לייעול הטיפול ולהתאמתו באופן מדויק ביותר לסוג הסרטן שתוקף את האינדיבידואל. כך או כך, אני מתרגש במיוחד מהמערכת הרובוטית שהודגמה במחקר הנוכחי. בזכותה, מבצע של גידול זבובים ובחינת תרופות, שהיה אמור לדרוש צבא קטן של עובדי מעבדה יקרים, בוצע באופן אוטומטי כמעט לגמרי. העלות של מחקר מסוג זה בעבר הייתה אמורה להיות אסטרונומית. כיום היא… ובכן, עדיין אסטרונומית, כי המערכת עדיין חדשה. אבל בעוד חמש או עשר שנים, נוכל כולנו לזכות בטיפול דומה בעלות סבירה (כלומר, עדיין עלות גבוהה מאד, אבל שתכוסה ברובה על-ידי הביטוח הרפואי).

אנו רואים כאן כיצד מערכות רובוטיות יכולות לשנות את דרכי הטיפול במחלות מכל הסוגים. אבל למה לעצור כאן? ברור שהשלב הבא הוא ביצירת "אוואטארים אנושיים" – מאות-אלפי שחזורים של רקמות אנושיות, שכל אחד מהם מגיע מתאיו המקוריים של החולה – ובהתנסות עליהם במעבדה בזמן אמת. וגם אם רעיון זה נשמע מוזר כיום, הרי שהמערכות הרובוטיות של העתיד יוכלו לאפשר אותו בעלות נמוכה-יחסית.

זוהי עוד דוגמה לדרך בה בינה מלאכותית יכולה לעזור לנו להבין טוב יותר מחלות קיימות: לא רק באמצעות ניתוח המחלות בשימוש בכלים הקיימים והפקת תובנות, אלא גם על-ידי מתן האפשרות לעבוד עם כלים חדשים, או כאלו שלא נראו פרקטיים בעבר. ככל שהבינה המלאכותית תמשיך להשתכלל ולהשתפר, כך יגדל הקצב בו נמצא פתרונות מתקדמים יותר למחלות מכל הסוגים.


 

קישור למאמר המקורי ב- Science Advances

אושרה התרופה היקרה (והיעילה) ביותר בעולם – שעולה שני מיליון דולרים

אושרה התרופה היקרה (והיעילה) ביותר בעולם – שעולה שני מיליון דולרים

בחודשים הראשונים לחייה, דבי הייתה תינוקת ככל התינוקות, בעלת לחיים ורודות וחיוך גדול ללא-שיניים. אך אז היא החל העיכוב בגדילתה. היא לא יכלה לתמוך במשקלה, להתרומם לזחילה, או אפילו להרים את ראשה. לבסוף היא אובחנה במחלת ה- SMA – Spinal Muscular Atrophy – ממנה סובל תינוק אחד מכל 11,000 בארצות הברית. מתוך כל המחלות הגנטיות, מחלה זו היא גורמת המוות הראשית בתינוקות[1].

אם דבי הייתה נולדת לפני אלף שנים, היא לא הייתה זוכה לחיות מעבר לגיל שנה.

אם דבי הייתה נולדת לפני עשור, והיה לה מזל, היא הייתה יכולה להגיע לבגרות, אך כל גופה היה מתנוון, והיא הייתה צריכה לבלות את חייה בכסא גלגלים ובהשגחה צמודה.

אבל דבי נולדה לפני שנה – בדיוק בזמן הנכון כדי ליהנות מטיפול חדש שענקית התרופות נוברטיס שחררה לשוק, ממש לפני שבוע: טיפול חד-פעמי בהנדסה גנטית, שמרפא את המחלה. בלי צורך בכדורים או בתרופות בהמשך החיים, בלי צורך אפילו במעקב. רק טיפול אחד בודד. קסם של ממש.

אבל כמה טיפול כזה עולה?

קסמים הם עניין יקר

טיפולים בהנדסה גנטית הם עניין לא-פשוט. מודל הרווח של חברות התרופות קובע שהן צריכות למכור תרופות לחולים, ואלו מטבען לא הגיעו עדיין לרמת יעילות גבוהה. ולראיה, עדיין רבים הם הלוקים במחלות לב, שבצים מוחיים, סרטן ועוד רעות רבות אחרות, ומטופלים דרך-קבע בכדורים שהם נוטלים מדי יום.

הטיפול החדש של נוברטיס – זולגנסמה, בשמו המלא – שונה. תאיו של החולה עוברים הנדסה גנטית, בטיפול חד-פעמי, והתינוק פשוט מחלים. זהו.

אז איך יכולה חברת התרופות להרוויח מהעניין?

זו השאלה שהטרידה גם את חברת נוברטיס, כשניסתה לקבוע את מחיר הטיפול החדש. האנליסטים של החברה בחנו את השוק, וראו שקיימת תרופה אחרת ל- SMA, ששמה ספינרזה (של חברת ביוג'ן). הטיפול בספינרזה עולה הון תועפות: 750,000 דולרים בשנה הראשונה, ו- 375,000 דולרים לכל שנה נוספת. למרות המחירים המפוצצים הללו, ביוג'ן הרוויחה 1.7 מיליארד דולרים על ספינרזה בשנה האחרונה.

ראו נוברטיס, והבינו כי טוב: הורים מוכנים לשלם כדי לקבל ילד בריא, ומה שיותר חשוב – ביטוחי הבריאות מוכנים לכסות את עלויות הטיפולים. מנכ"ל החברה הודיע כי עלות הטיפולים המקובלים כיום בחולי SMA מגיעה לחמישה מיליון דולרים בעשר השנים הראשונות לחייהם[2]. מכך ברור שתרופה שמחליפה את כל הטיפולים האלו, יכולה לעלות כמעט חמישה מיליון דולרים – ועדיין תימכר היטב. ואכן, אחד מהבכירים בנוברטיס קבע כי התרופה תוכל להימכר בחמישה מיליון דולרים, ועדיין תהווה שיפור על הטיפולים הקיימים בשוק כיום[3].

בסופו של דבר, התרופה אושרה על-ידי ה- FDA האמריקני מוקדם יותר השבוע, ונוברטיס הכריזו על מחירה הסופי: 2.1 מיליון דולרים. אם גם מחיר זה נשמע לכם גבוה, ובכן, אתם צודקים. אבל כדאי לזכור שקופות החולים וביטוחי הבריאות נושאים ברוב-רובה של העלות המפוצצת הזו, וההורים כמעט ואינם צריכים להוציא כסף מכיסם (לפחות לא בסדרי הגודל האלו).

אפשר להפיק כמה לקחים מהסיפור.

לקחים

ראשית, נוברטיס לא לקתה בתאבת בצע מוגזמת. היא לא ניסתה לדרוש ארבעה או חמישה מיליון דולרים, אלא נותרה בגבולות המחיר הסביר, כפי שזה הוגדר על-ידי המומחים בתחום[4]. לא צריך להבין מכך שנוברטיס היא חסידת אומות עולם. מדובר בחברה עסקית שמטרתה להכניס כמה שיותר כסף לבעלי המניות שלה, וזה בסדר גמור – אלו כללי המשחק. אלא שהתרופה החדשה עמדה במוקד ההתעניינות הציבורית, שהובילה לכך שהמכון לסקירה קלינית וכלכלית, שמעריך מחירי תרופות, קבע מוקדם יותר השנה שהתרופה החדשה אינה שווה יותר מ- 1.5 מיליון דולרים. נוברטיס בחרה לתמחר אותה באמצע – עדיין בגבולות הסביר, לפי אותו מכון – ונחתה על 2.1 מיליון דולרים.

כך צריך להיראות משחק גומלין ראוי בין הציבור לבין החברות המפתחות ומייצרות את התרופות (המיוצג על-ידי הממשלות וארגונים לא-ממשלתיים). החברות צריכות לטרוח כדי להפיק את התרופות היעילות ביותר, והציבור צריך לוודא שאלו נמכרות במחירים הולמים. חברות התרופות אינן 'השטן', והציבור אינו קורבן. במקום זאת, כל צד מבהיר לשני את הציפיות שלו – והתוצאה הסופית היא תרופה מוצלחת.

הלקח השני הוא שאנו נכנסים עתה לתקופה חדשה ברפואה, בה טיפול יחיד מרפא את המחלה לגמרי. בעשור הקרוב תוכלו לצפות לטיפולים דומים גם למחלות גנטיות קשות אחרות, כאנמיה חרמשית, ציסטיק פיברוזיס ועוד רבות נוספות. החשש היה שחברות תרופות לא ירצו לפתח טיפולים חד-פעמיים יעילים למחלות אלו, מאחר והם באמת ירפאו את החולים, ולא יחייבו אותם להמשיך לקחת תרופות לאורך כל ימי חייהם. נוברטיס מוכיחה ההפך: אפשר וכדאי לפתח טיפול חד-פעמי, ובתנאי ששמים עליו תג מחיר גבוה שעדיין יצדיק את עלויות הפיתוח והייצור הגבוהות.

האם המחיר הגבוה כל-כך מפריע לכם עדיין? ובכן, כדאי לזכור שכל אחת מחברות התרופות הגדולות משקיעה מיליארדי דולרים בשנה על מחקרים, שרק מעטים מתוכם יתפתחו בסופו של דבר לתרופות ממשיות. הן חייבות להחזיר את העלות העצומה הזו, ומכך מגיעים מחירי התרופות הגבוהים. אבל התרופות הללו יכולות להימכר בעלות גבוהה כל-כך רק כל עוד הן מוגנות בפטנטים. תוך עשרים שנים מהיום, תאבד נוברטיס את הפטנט על הטיפול שפיתחה – ואז תרד עלותו באופן דרמטי. וכך יקרה גם עם כל תרופה אחרת. זהו תהליך איטי, אבל הוא יביא לכך שתרופות יעילות באמת – כאלו המרפאות מחלות גנטיות קשות בזריקה אחת – יגיעו בסופו של דבר לכל אדם הנזקק להן, בעלות נמוכה.

ועד אז, קופות החולים יצטרכו לשלם 2.1 מיליון דולרים כדי לרפא ילדים כמו דבי ממחלה שהייתה הורסת את חייהם.

סך הכל, זו בהחלט הצלחה.

[1] https://www.chop.edu/stories/spinal-muscular-atrophy-treatment-claire-s-story

[2] https://www.reuters.com/article/us-novartis-sma/novartis-ceo-plans-gene-therapy-price-far-lower-than-4-million-to-5-million-range-idUSKCN1SS2VQ

[3] https://www.fiercepharma.com/pharma/novartis-zolgensma-to-be-priced-far-lower-than-4m-5m-range-ceo-says

[4] https://www.cnbc.com/2019/05/24/fda-approves-novartis-2-million-spinal-muscular-atrophy-gene-therapy.html

המחשב שפורץ למוח דרך העיניים

המחשב שפורץ למוח דרך העיניים

לרינגו, קוף קטן וחביב, הייתה עבודה פשוטה: הוא היה צריך רק לצפות בתמונות שהבהבו על המסך שמולו. אלא שהתמונות לא צולמו על-ידי בני-אדם. למעשה, הן פותחו על-ידי בינה מלאכותית מתקדמת בשם XDREAM, שמטרתה הייתה לפרוץ לתוך מוחו של רינגו, דרך העיניים. ולפני שבועיים גילינו שהיא הצליחה – ולכך יש משמעויות עבור עתיד הטיפול הפסיכולוגי בבני-אדם במקרה הטוב, ואולי גם כדרך לפרוץ למוחות של כולנו, במקרה הרע מאד.

אבל בואו נתחיל בהתחלה.

המוח כמחשב

אנו יודעים כבר מזה זמן רב שהמוח שלנו הוא סוג של מחשב. לא כזה שמבוסס על שבבי סיליקון ומעגלים חשמליים, אבל עדיין. החומרה שלנו – החלק הפיזי עליו מורצות 'התוכנות' – היא תאי העצב. המוח גדוש במאה-מיליארד בתאי עצב, ששולחים זה לזה הודעות פשוטות. ואיכשהו, מתוך כל הבלגן הזה של עצבים שוטים ופשוטים המתקשרים זה עם זה, צצה ומתעוררת לה התודעה, ועמה גם הזכרונות, הרגשות, המוסר וכל שאר המאפיינים של החשיבה.

נוירולוגים במעבדותיהם הצליחו כבר להתחקות אחר דפוסי פעולתם של קבוצות עצבים, או אפילו של תאי עצב בודדים, ולהראות כיצד הם מגיבים לגירויים שונים. הם יכולים, למשל, לעקוב אחר תא עצב בודד, ולבדוק כיצד הוא מגיב כשחושפים את האדם (או כל חיה אחרת) לגירויים שונים: לצלילים, לכאב, או אפילו לתמונות.

זה מה שעשו החוקרים בהרווארד לרינגו. הם עקבו אחר תא עצב אחד במוחו, באזור המוקדש לעיבוד הראייה, ובחנו כיצד אותו עצב מגיב לתמונות שהראו לקוף. זוהי פרוצדורה עתיקת יומין, שנוירולוגים מבצעים עוד מ- 1962, באמצעות הצגת צורות ותמונות מסוגים שונים לקופים בעיקר, וניסיון להבין כיצד המוח ותאי העצבים מגיבים אליהן[1]. אלא שעד כה, התמונות שהוצגו לקופים נבחרו רק על-ידי בני-אדם. מערכת הבינה המלאכותית XDREAM פותחה על-מנת להפיק סוג חדש של תמונות – ולבדוק אם אלו מסוגלות להפעיל את תאי העצב של הקופים באופן שונה מזה שהודגם עד כה.

תיאור גרפי של הניסוי: תמונות הוצגו לקופים, תוך כדי שנערך מעקב אחר תאי עצבים מסוימים במוחותיהם. בינה מלאכותית שיפצה ושחברה את חלקי התמונות בעלי ההשפעה החזקה ביותר על העצבים, ואז הציגה את התוצאה לקופים בסבב הבא. בדרך זו עברו התמונות אבולוציה מהירה עד לצורתן הסופית. המקור: המאמר המקורי ב- Cell.

למה זה טוב?

אפשר (ורצוי) כמובן, לשאול למה: מה מטרת הניסוי? התשובה המיידית היא שמדובר בניסיון לקדם את המדע הבסיסי ואת הבנת המוח. אם המוח הוא מחשב, הרי שהוא כזה שאיננו מבינים עדיין את שפת התכנות (או אפילו את החומרה במלואה) לפיה הוא עובד. אם נוכל לפענח איזה תאי עצב מגיבים לגירויים מסוימים, ובאיזו צורה, הרי שנוכל להבין גם טוב יותר את המוח עצמו.

זוהי תשובה טובה, אבל כדאי להבין גם את הפוטנציאל היישומי העתידי של המחקר. אנו כבר יודעים היטב שלמחשבים אפשר גם לפרוץ, ולגרום להם לפעול בדרכים שהמתכנת – או אפילו מפתחי המחשב – לא ייעדו עבורם במקור. פריצות שכאלו מתבצעות לרוב באמצעות פרצות אבטחה, דרכן יכולים ההאקרים רבי-התושייה להשפיע על פעולתו של המחשב.

ומה יכולה להיות פרצת אבטחה גדולה יותר לתוך המוח, מהעיניים עצמן – המסוגלות להזרים מידע אל המוח במהירות של 10 מיליון ביטים לשנייה? (לשם השוואה, זוהי בערך המהירות של חיבור קווי לאינטרנט)[2]

פרצת האבטחה הזו התגלתה כבר באנשים הסובלים מ- Photosensitive epilepsy – אפילפסיה המתעוררת בעקבות חשיפתם לאורות המהבהבים בתדירויות מסוימות, או לציורים בדפוסים מסוימים. אנשים הלוקים בסוג זה של אפילפסיה עשויים שלעולם לא לחוות התקפים, אלא אם הם נחשפים לגירויים הללו. במילים אחרות, ניתן לגרום למוחותיהם לצאת מסינכרוניזציה ולהפסיק להתנהג יפה, פשוט באמצעות הזרמת מידע מהעיניים.

ברור, אם כך, שמסרים חזותיים מסוימים יכולים לשבש את פעילותם של מוחות מסוימים, אבל האם אפשר להשפיע על המוח בצורה מעודנת יותר? לשגר מידע חזותי שיגרום למוח, למשל, להיכנס למצב בו העלאת זכרונות מן העבר הרחוק תוכל להתבצע בקלות רבה יותר? או למצב של יצירת זכרונות מוגברת, או לרגיעה שתסייע למטופלים להתמודד טוב יותר עם חוויות קשות מהעבר?

ברור שהתקדמות כזו, אם היא אפשרית, תביא להתייעלות גדולה באמנות הפסיכולוגיה. פסיכולוגים יוכלו לבקש מהמטופלים להתבונן ברצף של ציורים, תמונות, או אפילו לחשוף אותם לאורות בתדירויות ובתדרים שונים, שישפיעו על מוחו של המטופל ברמה תת-הכרתית ויסייעו לפסיכולוג בעבודתו. וכמובן, גם צבאות – ואולי ארגוני מודיעין – יעשו בוודאי שימוש בפיתוח כזה למטרותיהם.

ובכן, טוויתי עד כה מגדלים באוויר והבטחנו גדולות ונצורות, אבל האם בכלל אפשר להשפיע על עצבים מסוימים במוח באופן ממוקד ומדויק? סיפרתי הרי שכבר יותר מחמישים שנים מראים נוירולוגים תמונות לקופים, ובוחנים כיצד הן משפיעות על העצבים ועל המוח בכלל. אבל אנו נכנסים בשנים האחרונות לעידן חדש בהיסטוריה האנושית, בו בינות מלאכותיות מתחילות להגיע להישגים יוצאי-דופן במטלות שונות. האם יש סיכוי, לפיכך, שבינה מלאכותית תצליח לפתח תמונה או סט של תמונות שיפעילו את המוח באופן יוצא-דופן?

זה בדיוק מה שעשתה הבינה המלאכותית המכונה XDREAM.

הבינה המלאכותית שפרצה למוח

כדי לנסות לפרוץ למוחו של רינגו, עקבו החוקרים אחר עצב אחד מסוים במוחו, והעבירו את המידע על מצב העצב בזמן אמת לאלגוריתם בינה מלאכותית בשם XDREAM. האלגוריתם הוא למעשה צייר, שאומן על כמעט מיליון וחצי תמונות אמיתיות, ויוצר תמונות חדשות באמצעות שחבור מחדש של אלמנטים שונים. התמונות הללו הוצגו בפני רינגו, והאלגוריתם קיבל משוב בזמן-אמת כדי להבין עד כמה הן השפיעו על פעילות העצב. ואז, הוא שחבר מחדש את האלמנטים, הוסיף חדשים והעלים אחרים, כדי ליצור תמונה חדשה ולבחון גם אותה. התמונות, למעשה, עברו אבולוציה בהתאם לתגובת תא העצב במוחו של רינגו[3].

התמונות הראשוניות שהציע האלגוריתם לא היו מרגשות במיוחד, אך ככל שהבינה המלאכותית הבינה טוב יותר מה מרגש את תא העצב של רינגו, היא החלה להוסיף פרטים מעניינים. תוך זמן קצר התווספו לתמונות פנים שהחוקרים זיהו כ- "אנתוני", הקוף השוכן בכלוב לצדו של רינגו. מספר ימים לאחר מכן, האלגוריתם הפיק את פניה המעוותות של אחת מהמטפלות בקופים.

התמונות שיצרה הבינה המלאכותית, שהשפיעו יותר מכל תמונה טבעית על מוחותיהם של הקופים. מקור: המאמר המקורי.

לאחר סבבים רבים של אבולוציה, הצליחה הבינה המלאכותית לשרטט תמונות שמפעילות את תא העצב של רינגו בעוצמה גבוהה בהרבה מכל תמונה טבעית או ציור מעשה ידי-אדם. התמונות הללו, איך לאמר בעדינות, אינן קוסמות לעין. למעשה, הן מבעיתות. כמעט כולן מכילות עיניים שחורות עצומות, פנים מכוסות-למחצה במסיכה, ובאופן כללי הן מעוררות אפילו בצופים האנושיים תחושה עזה של אי-נוחות[4]. ואין פלא: זה בדיוק מה שהן נועדו לעשות עבור תא עצב בודד במוחו של קוף, ואנו דומים מספיק לקופים כדי להיות מושפעים מהן בעצמנו.

ועתה נשאלת השאלה: מה יקרה כאשר נפתח תמונות דומות כאלו עבור בני-אדם? האם נוכל בעתיד להריץ אלגוריתם דומה לזה של XDREAM על נבדקים אנושיים, על מנת לפתח את הרכב התמונות המדויק שישרה עלינו אימה, רגיעה, עונג, סקרנות, שכחה, או כל רגש אחר?

לשאלות אלו אין עדיין תשובה ברורה. ייתכן שנגלה שאפשר להשפיע רק על עצבים בודדים במוח האנושי, אך שקשה יותר לגרום למוח כולו לשנות כיוון ודרך פעולה. או שנגלה שההשפעה אינה חזקה כל-כך, ושהמוח יכול לווסת מחדש את העצבים שהתעוררו יתר-על-המידה בעקבות המידע החזותי המרגש. אבל אני מרשה לעצמי להיות אופטימי, ולדמיין עתיד – אני יכול ממש לראות אותו למול עיניי – בו פסיכולוגים יוכלו לטפל בחולים באמצעות הצגת תמונות שעוצבו במיוחד על מנת להכניס את המטופל למצב של פתיחות מוגברת. עתיד שבו אנשים הלוקים בדיכאון או במחלות נפשיות אחרות יוכלו לצפות בסט של תמונות שישנו את דרך הפעולה של מוחותיהם. ובה בעת אני גם חרד מאפשרויות השימוש בתמונות מסוג זה בתשדירי בחירות או בפרסומות.

האם נוכל להשתמש בבינה מלאכותית כדי לפרוץ למוח האנושי דרך העיניים? מי ישתמש בהן, לאיזו מטרה ועל איזה קהל יעד?

את התשובות, כרגיל, נגלה בעתיד.

[1] http://centennial.rucares.org/index.php?page=Neural_Basis_Visual_Perception

[2] https://www.eurekalert.org/pub_releases/2006-07/uops-prc072606.php

[3] https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30391-5

[4] https://www.theatlantic.com/science/archive/2019/05/ai-evolved-these-trippy-images-to-please-a-monkeys-neurons/588517/

מנתחים בסין מטפלים בהתמכרויות באמצעות שתלים מוחיים

מנתחים בסין מטפלים בהתמכרויות באמצעות שתלים מוחיים

יאן חגג את לידת בנו הראשון במסיבה עם חבריו. המסיבה התנהלה לפי הקווים הרגילים – טפיחות על השכם, אלכוהול ומשחקי חברה מביכים – ואז הציעו החברים ליאן טעימה של מתאמפטמין. הוא הסכים לנסות, וכך לקח את הצעד הראשון בדרך לא-ידועה, שבסופה מצא עצמו עם אלקטרודות במוחו, סוללה מושתלת בחזהו, ועם שליטה-עצמית מלאה במצבי רוחו ובצרכיו.

אולי זה הזמן המתאים לציין שעדיף שלא תנסו את זה בבית. או בכלל. אל תהיו יאן. אבל אם אתם רוצים לדעת מה קרה לו, ואיך הוא הפך לחלק מתרבות הניסויים בבני-אדם הרווחת בסין, המשיכו לקרוא. ולמקרה שאתם תוהים: מדובר בסיפור אמיתי לגמרי, שסוקר לאחרונה ברשתות התקשורת המובילות.

 

ההתמכרות ועונשה

יאן גילה במהרה שקל לנסות מתאמפטמין, אבל קשה להפסיק להשתמש בחומר הממכר. כאשר חווה את ה- 'היי', הוא איבד שליטה על מעשיו והיה משתתף במשחקי קלפים בעלות גבוהה. הוא עישן והוא הימר, והוא הפסיד – ולא היה אכפת לו. הוא איבד יותר מ- 150,000 דולרים בשמונה השנים שעברו מאז הטעימה הראשונה של הסם. ומה שחשוב יותר – הוא איבד את אשתו, שהתגרשה ממנו, ואת הזכות לראות את בנו.

יאן לא איבד תקווה. הוא ניסה להיגמל, פעם אחר פעם. הוא התאשפז בבתי-חולים, עבר לעיר אחרת כדי להתרחק מסוחרי הסמים שהכיר, וניסה טיפול אחר טיפול. הכל היה לשווא. הוא שב וחזר לסמים. לבסוף, הוא החליט לנסות את הטיפול הקיצוני ביותר לבעיה, שזמין כיום רק בסין: גרייה בעמקי המוח להתמודדות עם התמכרות.

 

לגרות את המוח

כבר מזה זמן רב אנו יודעים שאפשר להפעיל את המוח באמצעות גירוי תאי העצבים. גרייה שכזו יכולה להתבצע באמצעות שדות חשמליים או מגנטיים המופעלים מחוץ לקרקפת, אבל השפעתם של אלו מאד גולמית ומשפיעה על אזורים רבים במוח. ניתן לגרות את המוח באופן עדין וממוקד יותר באמצעות אלקטרודות המושתלות בעמקי רקמת העצבים, ומפעילות אזורים שונים במוח לפי דרישה. בלחיצת כפתור, ממש.

מדוע, אם כך, לא משתמשים בטכניקה זו אלא במצבים הקיצוניים ביותר?

תמונת רנטגן של אדם עם אלקטרודות בעמקי המוח. במקור מוויקיפדיה

כמו בכל פרוצדורה רפואית המחייבת פלישה לגוף, גם גרייה בעמקי המוח (או Deep Brain Stimulation – DBS) טומנת בחובה פוטנציאל לנזק. עדיין לא קיים ניתוח בטוח לחלוטין, ללא סכנה לזיהום או לפגיעה לא-מכוונת ברקמות במהלך החדירה לגוף. גרייה בעמקי המוח מסוכנת עוד יותר, מאחר והמנתחים צריכים להשתיל את האלקטרודות עמוק בתוך המוח. בדרך לשם הם עלולים לפגוע ברקמה, ולהותיר את המטופל עם שלל של תופעות לוואי כפגיעה בזיכרון, באישיות ובשליטה העצמית.

אה, וכדאי גם להזכיר שהאלקטרודות יכולות לעורר תגובה חיסונית, עלולות להפסיק לעבוד תוך שנים ספורות, ומסתמכות על סוללה – שלעתים מושתלת גם היא בתוך הגוף.

למרות כל הצרות הללו, גרייה בעמקי המוח מספקת תוצאות מרשימות כל-כך שאושרה לשימוש כטיפול (קיצוני) במספר מחלות כפיתול עוויתי, מחלת פרקינסון ואפילפסיה. יותר מ- 35,000 מכשירים לגרייה מוחית הושתלו כבר במטופלים, והמספר רק ממשיך לגדול מדי שנה.

למרות ההבטחה הגדולה הטמונה בגרייה בעמקי המוח, התחום מתקדם באיטיות יחסית בארצות הברית. שני ניסויים גדולים בגרייה מוחית לטיפול בדיכאון נכשלו בארצות הברית בשנים האחרונות, כנראה עקב חוסר הבנה מספקת של המוח. לפי השיקגו טריביון, שתי מעבדות החליטו שלא להמשיך עם ניסויים קליניים המנצלים גרייה בעמקי המוח כדרך לטפל באלכוהוליזם (לא הצלחתי למצוא מקור לטענה). נראה שהסיכונים פשוט לא הצדיקו את התוצאות הראשוניות במקרים אלו.

בארצות הברית, ניסויים קליניים בגרייה מוחית עולים הון תועפות ומחייבים התמודדות עם הביורוקרטיה הכבדה ועם מאות קילוגרמים של ניירת, אישורים, היתרים, חתימות וכן הלאה. רבים מההליכים האלו, חשוב לומר, נחוצים כדי לוודא שהניסויים נערכים באופן אתי ומוסרי.

בסין, מסתבר, לא קיימת בעיה דומה.

 

על שולחן הניתוחים

לפני קצת יותר מחצי-שנה הוכנס יאן לחדר הניתוח. בניגוד לניתוחים פולשניים רבים אחרים, ניתוחי מוח מתבצעים בדרך-כלל בהרדמה מקומית בלבד, על מנת שהמנתח יוכל לנטר אחר מצב ההכרה של החולה ולוודא שאינו פוגע באזורים קריטיים במוח. זו הסיבה לכך שיאן היה בהכרה מלאה בעת שהמנתח קדח חור בגולגולתו והחדיר את האלקטרודות הארוכות לתוך המוח, עד לאזור הקשור ליכולתו של יאן לשלוט בעצמו ולהדוף את הצורך בסם. שעות ספורות לאחר מכן, הושתלו סוללות בחזהו של יאן, על מנת לספק לאלקטרודות את האנרגיה הדרושה להפעלתן.

עשר שעות מאוחר יותר, פקח יאן – סייבורג במלוא מובן המילה – את עיניו מחדש.

יומיים לאחר מכן, הוא גילה שהרופאים מסוגלים עתה לשלוט במוחו.

כפי שכל מוזיקאי יודע, הדבר החשוב ביותר בכל הופעה הוא כוונון-מראש של הכלים. כך היה גם במקרהו של יאן: יומיים לאחר הניתוח, הרופאים החלו לכוונן את האלקטרודות עבורו. הוא ישב מול רופאו האישי, שהשתמש בטאבלט על מנת לשלוט באלקטרודות ולבחון כיצד הפעלתן בדרכים שונות משפיעה על יאן. מצבי רוחו של יאן השתנו מעליצות, לחשש, לאושר. כפי שצוטט בשיקגו טריביון

"המכונה הזו ממש קסומה. הוא מכוון אותה כדי לשמח אותך, ואתה שמח. כדי להרגיז אותך, ואתה מתרגז. היא שולטת בשמחה שלך, בכעס, ביגון ובאושר."

כיום, שישה חודשים וקצת לאחר מכן, יאן נגמל מהסמים לחלוטין (לפי דיווחו האישי, לפחות). זה לא מפתיע, מכיוון שהוא יכול כפי הנראה לדכא את הרצון לסם בכל עת באמצעות לחיצה על כפתור. הוא מפצה עתה על כל שאיבד בעשור האחרון: הוא ישן טוב יותר בלילה, העלה משקל שוב, וסירב להתנסות בסמים כשאלו הוצעו לו מצד 'חבריו'. אך כאשר ניסה לחדש את הקשר עם אשתו, הוא גילה שהיא כבר נישאה מחדש ונכנסה להיריון מבעלה הנוכחי.

"הגעת מאוחר מדי." היא אמרה בצער.

 

איך לא לאחר (ולא להקדים) לעתיד

וכאן, בעצם, טמון מוסר ההשכל המרכזי של הסיפור: איש אינו רוצה לאחר לעתיד . עשרות-אלפי אמריקנים מתים בארצות הברית מדי שנה כתוצאה ממנות-יתר של סמים. שבעים-אלף בני-אדם ב- 2017 בלבד, ליתר דיוק, בערך פי שלושה מדי שנה ממספר כל החללים שנפלו במערכות ישראל עד היום. אבל הניסויים הקליניים בגרייה מוחית בארצות הברית, כאמור, פשוט יקרים וסבוכים מדי מבחינה רגולטורית, והחשש גדול מתופעות לוואי. אבל באותו הזמן ממש, רבים מקורבנות מגיפת הסמים מאבדים את חייהם, מילולית, והרופאים אינם מסוגלים לעזור להם.

ברור מדוע הפיתוי גדול כל-כך, למצוא פתרון קסם כגרייה בעמקי המוח, שיוכל לדכא את ההתמכרות בלחיצת כפתור. ולמה לעצור שם, בעצם? אותו מכשיר קסום יכול גם, כדבריו של יאן, לשמח אותך, להרגיע אותך ולהגביר או לדכא את דחפיך המיניים כך שיתאימו לאלו של בן- או בת-זוגך. אין פלא שסין שועטת קדימה לקראת טיפולים מתקדמים ויעילים יותר בגרייה בעמקי המוח.

אבל האם טיפולים כאלו בטוחים כבר לשימוש? קשה לדעת. יאן מהווה מדגם של אדם אחד בלבד, ולא ברור עד כמה ניתן להסתמך על תחושותיו האישיות מבלי מבדקים מדוקדקים הרבה יותר. יש להניח שגם אם הניתוח לא היטיב עמו, עדיין מצופה ממנו בראיונות למדינות זרות שלא להביך את מדיניותה המתירנית של סין בנוגע לניתוחים הללו. יש מקום לניסויים קליניים רחבי-היקף הרבה יותר, לפני שנבחר לאמץ את הגרייה בעמקי המוח ככלי לטיפול בהתמכרויות.

האם סין עושה בחכמה, כאשר היא מאפשרת כבר היום לבצע ניסויים כאלו, ואפילו לאפשר טיפולים ראשוניים בטכניקה?

על כך קשה עדיין לענות. חשוב שלא לאחר לעתיד, אך כדאי גם שלא להקדים אליו יותר מדי. אחד הטיפולים הראשוניים בהתמכרות לסמים בסין בתחילת המילניום עירב גם הוא ניתוח מוחי, אך מסוג פחות מתוחכם. הרופאים היו פוצעים אזורים קטנים במוחותיהם של המטופלים, בתקווה לשנות את מבנה אישיותם ואת יכולתם לשלוט בעצמם. לפעמים הניתוחים עבדו, לפעמים לא, ובכל מקרה הם הותירו מאחוריהם מספר רב של מטופלים שאיבדו את זכרונותיהם וסבלו משינויי אישיות בלתי-צפויים ובלתי-נשלטים.

בסופו של דבר, בשנת 2004, החליטה ממשלת סין להוציא את טיפולי הפציעה מחוץ לחוק ברוב בתי החולים במדינה.

סין, בבירור, מנסה להתקדם לעתיד במהירות. בתחילת המילניום היא התקדמה לשם מהר מדי, כשהשתמשה באמצעים טיפוליים שיעילותם לא הוכחה היטב, והסיכון בהם היה גדול. האם היא מקדימה את המועד גם כשהיא מאפשרת להשתמש בגרייה בעמקי המוח כדי להילחם בהתמכרויות – ובקרוב גם בוודאי בשפע בעיות נפשיות אחרות?

ושוב, קשה לומר מה הדבר הנכון לעשות. מצד אחד, תרבות הניסויים הקליניים בארצות הברית הפכה לחיה ביורוקרטית רעה המזינה את עצמה, וקיימות הצעות רבות לדרכים לשיפורה. מצד שני, אולי "אי אפשר איתה" אבל גם ברור ש- "אי אפשר בלעדיה". יש למצוא את דרך הביניים בין עודף ביורוקרטיה ועודף ניסויים, לבין חופש מוחלט לרופאים ולנסיינים לעשות כרצונם ולהבטיח למטופלים ככל העולה על רוחם. אולי סין מצאה את דרך הביניים הזו. אולי לא.

את התשובה לכך נגלה, ביחד עם יאן, רק בעתיד.

 

————————-

 

אה, ואם אתם תוהים כיצד יכולה מדינה כמו סין (או כל מדינה) להיעזר בטכנולוגיות לשליטה מוחית באזרחים על מנת למנוע חילופי שלטון ומרי אזרחי, אולי יעניין אתכם גם להאזין לריאיון שלי בפודקאסט של סלבה ועומר, על עתיד הדמוקרטיה בראי טכנולוגיות ההווה והעתיד. הקישור כאן.

מפעלי הדם הראשונים: בשנה הבאה יקבלו עשרה אנשים עירויי דם סינתטי

מפעלי הדם הראשונים: בשנה הבאה יקבלו עשרה אנשים עירויי דם סינתטי

אחד הטיפולים הרפואיים החשובים והנפוצים ביותר כיום הוא עירוי הדם. מדי שנה נאספות יותר מ- 112 מיליון תרומות דם בכל העולם[1]. האמת? זה מרגש: אנשים מוכנים להקריב מזמנם ומגופם כדי להציל אחרים שמעולם לא פגשו. אבל, איך נאמר בעדינות, זה גם לא ממש מספיק. איכשהו, עדיין תמיד חסר דם במערכות הבריאות, במיוחד בעולם המתפתח. ואפילו במדינות העשירות ביותר, ואם הדם הזורם בעורקיך נמנה על אחת מקבוצות הדם הנדירות יותר, אתה עלול להגיע לבית החולים במצב חירום – ולגלות שפשוט אין להם דרך לעזור לך. אין להם את הדם המתאים.

אבל מה אם היינו יכולים לייצר דם מלאכותי? מסתבר שלאחרונה הצליחו לעשות בדיוק את זה – ובשנה הקרובה הוא ייבחן לראשונה בבני-אדם.

מה זה בכלל דם?

נתחיל בהסבר קצר על הדם. מדובר בנוזל שאחת מהמטלות החשובות ביותר שלו היא הבאת חמצן לרקמות הגוף השונות. בתוך הדם אפשר למצוא את "תאי הדם האדומים", שהם, בוודאי ניחשתם, אדומים. והם גם תאים, למקרה שזה לא היה ברור. התאים הללו מלאים בחלבון שנקרא המוגלובין, שמסוגל לקשור אליו את החמצן המגיע מהריאות, ואז לשחרר אותו ברקמות הזקוקות לו.

בעבר היו ניסיונות לייצר במעבדה חלבונים חלופיים, שיוכלו לבצע פעולות דומות להמוגלובין, אבל אלו לא הצליחו במיוחד. לכן פנו החוקרים לכיוון אחר, והחליטו לנסות להפיק במעבדה תאי דם אדומים שלמים. כדי לעשות זאת, חוקרים כמו אליסון בלייר מאוניברסיטת בריסטול באנגליה בדקו מה קורה במח העצם – החלק הפנימי של העצמות הארוכות בגופנו. אזור זה מהווה למעשה מפעל בו מיוצרים תאי דם אדומים באופן בלתי-פוסק. ה- 'פועלים' במפעל הזה הם תאי גזע מיוחדים, שמסוגלים להפיק תאי דם אדומים לפי דרישה, אבל רק כשהם בתוך הגוף, ורק לפי הוראות ואותות ייחודיים שהגוף שולח להם כל הזמן.

בלייר לא חידשה כאן שום דבר מבחינת הקונספט. כבר ב- 2011 הצליחו חוקרים להפיק את תאי הגזע המתאימים ממח העצם, לגדל אותם במעבדה ולשלוח להם את ההנחיות הכימיות המתאימות שגרמו להם להתרבות ולייצר מספר קטן של תאי דם אדומים אנושיים[2]. הם אפילו היו בטוחים כל-כך בבטיחות התהליך שלהם, שהם מצאו מתנדב שהסכים לקבל זריקה אחת – אחת בלבד – של תאי דם אדומים שיוצרו במעבדה. אבל נראה שבלייר ועמיתיה הצליחו לשכלל את התהליך ולייעל אותו עד לרמה שהוא עשוי להתאים לייצור מנות דם שלמות.

עכשיו נשאר רק לבחון אותן בהיקפים רחבים יותר מזריקה אחת לאדם אחד.

 

מבחן הדם

המגזין New Scientist  מדווח שבשנת 2019 יקבלו עשרה מתנדבים זריקה עם אותם תאי דם אדומים שמעולם לא ראו גוף אדם מבפנים עד לאותה נקודה. התאים הללו, אגב, יסומנו בתגים רדיואקטיביים (לא לדאוג, קרינה חלשה בלבד) כדי שהחוקרים יוכלו לעקוב אחריהם בתוך הגוף ולהבין כיצד הם מתנהגים שם בפנים.

לוק דואיי, שחוקר את התחום באוניברסיטת סורבון, סיכם את הנושא במילים הבאות במאמר שכתב בז'ורנל Regenerative Medicine בסוף 2018 –

"מהפכת תאי הגזע פותחת פוטנציאל ל- "דם לכולם" באמצעות יצירת כמויות שמספיקות תמיד לכולם, ומבלי סיכון להעברת גורמים מדבקים. אנו יכולים עתה באמת לייצר כמויות גדולות של תאי דם אדומים במעבדות ממספר סוגים שונים של תאי גזע אנושיים. הקונספט של תאי דם אדומים מעבדתיים הוא לפיכך מציאות קיימת. כל צעדי המחקר הנדרשים הושלמו בהצלחה, כולל הדגמת היתכנות של הזרקה לבני-אדם."[3]

בואו נניח לרגע שתאי הדם האדומים האלו אכן יצליחו לתפקד היטב בגופם של עשרת המתנדבים. זו לא הנחה מוגזמת, אגב, מכיוון שתאי הדם האדומים הם יצורים פשוטים ביחס לתאי הגוף. מה המשמעויות של הפיתוח הזה?

בטווח הקצר, המשמעויות ברורות. כפי שכתב דואיי: "דם לכולם". לא נצטרך יותר תרומות דם מאנשים בריאים. עשרה תורמים בלבד, בתרומה חד-פעמית, יספיקו כ- "מקור נצחי" לתאי גזע אנושיים שיפיקו דם שיוכל להתאים לכל הצרכים של 99% מבני-האדם האחרים[4]. על בסיס התאים שיתקבלו ממאותם עשרה תורמים יוכלו לקום – בלי הגזמה – מפעלים שלמים שייצרו דם בכמויות גדולות ויביאו אותו לכל מקום בעולם. נוכל להקים מפעלים זעירים שכאלו גם בערים הראשיות במדינות מתפתחות, ומשם יוכל הדם לזרום לכל הכפרים ולבתי-החולים האיזוריים.

potatoes-1448405

צריך דם? יש מספיק לכולם!

זו, בפני עצמה, תהיה התקדמות עצומה עבור הרפואה, ותוכל לספק ביטחון רפואי לרבים. היא תסייע במיוחד לחולים הכרוניים שזקוקים לעירויי דם מרובים, ולעתים מקבלים יותר מאלף מנות דם לאורך חייהם. הדם המעבדתי אמור להיות גם יותר בטוח מדם המופק מבני-אדם, מכיוון שמספיק לוודא פעם אחת שהוא אינו נושא מסתננים זדוניים, כמו נגיפים או חיידקים שיכולים לתפוס טרמפ על תאי הדם האדומים. בדרך זו נצמצם לאפס, מבחינה מעשית, את הסיכון שמקבלי הדם יידבקו במחלות שהגיעו מהתורמים.

אבל בואו נחשוב יותר רחוק מזה.

בניסויים ראשוניים הודגם שתאי דם אדומים ממקור מעבדתי חיים זמן רב יותר מחבריהם שהופקו מתורמים אנושיים. הסיבה, כנראה, היא שכל תאי הדם האדומים המעבדתיים הצעירים יוצרו באותו זמן, בעוד שתרומת דם ממקור אנושי כוללת תאי דם אדומים צעירים, בוגרים וקשישים. המשמעות היא שכל מנת דם מעבדתי תוכל לעזור יותר לבריאותו של מקבל התרומה, ממנת דם רגילה שהוא היה מקבל כיום.

מעניין לחשוב כיצד יוכל הדם המעבדתי לסייע בטיפולים במחלות מסוימות התוקפות את תאי הדם האדומים, כמלאריה. טפילי המלאריה מצליחים להתיישב בתוך תאי הדם האדומים ואפילו לגדול בתוכם. אנו יודעים שבעלי קבוצת דם O זוכים להגנה מסוימת מפני טפילי המלאריה[7]. האם נוכל, לפיכך, לספק לחולי מלאריה עירויי דם שיחליפו את כל תאי הדם האדומים 'החשופים' בגופם, בתאי דם מעבדתי מסוג O – ועל הדרך להיפטר מכל טפילי המלאריה שהספיקו כבר לקנן בתאי הדם של החולים? באלו מחלות נוספות נוכל לטפל בדרכים אלו? ומה המשמעות של החלפת כל תאי הדם האדומים בגופו של אדם, בתאי דם אדומים צעירים יותר, חסונים יותר ויעילים יותר?

אחרון חביב, התחום המרגש ביותר הוא זה של עצירת ההזדקנות באמצעות תרומות דם. קיימות עדויות ראשוניות (ועדיין שנויות במחלוקת) לכך שדמם של אנשים צעירים יכול לעכב תהליכי הזדקנות בקשישים ואפילו לשקם רקמות שכבר סבלו את פגעי ההזדקנות[5]. באופן לא-מפתיע, החלו כבר לקום חברות סטארט-אפ שמוכרות לעשירים מבוגרים את דמם של צעירים אנושיים[6]. המנהג הזה מזכה את אותם עשירים – שוב, שלא במפתיע – בתארים לא-חביבים כ- "ערפדים". בצדק מסוים, יש להודות. אבל מה אם נוכל לייצר דם צעיר בכמויות בלתי-מוגבלות, ולספק אותו לכל תושבי העולם? יש לי הרגשה שאנשים עשויים להרגיש אחרת לגבי הטיפול הזה ברגע שהם יבינו שגם הם יכולים לקבל אותו כדי להישאר צעירים לאורך זמן.

gothic-1482950_1920.jpg

חלק מהעשירים כיום סבורים שדם צעיר יעזור להם להישאר צעירים ויפים בעצמם. מעלה אסוציאציות?

ושוב, חשוב להדגיש כאן שהמחקרים המרמזים שדם צעיר יכול לעכב הזדקנות, עדיין אינם מבוססים מספיק ויש צורך בעוד שפע של עבודת מחקר בתחום. גם אם הרעיון נכון, ייתכן בהחלט שלא תאי הדם האדומים הם האחראים לעיכוב ההזדקנות, אלא גורמים אחרים בדם הצעיר. אבל האם, בסופו של יום, לא נוכל לשכפל גם אותם?

אם הניסוי ב- 2019 יצליח, כל השאלות האלו יתחילו לקבל מענה כבר בשנים הקרובות.

בכל מקרה, הדם המעבדתי מקרין שוב אור על דפוס משמח שחוזר על עצמו שוב ושוב ברפואה ובטכנולוגיה: טיפולים שמגיעים בהתחלה רק לעשירים בשל עלותם הגבוהה, הופכים להיות זולים יותר בשל התקדמות המדע והטכנולוגיה, ובסופו של דבר מגיעים לכולם. זה לא כורח המציאות, כמובן, אבל מדובר בדפוס שאנו רואים לכל אורך מאות השנים האחרונות, וקשה לראות סיבה שייעצר עכשיו. הטיפולים המתקדמים ביותר ברפואה יגיעו לכולם, במוקדם או במאוחר, ובתנאי שנמשיך לתמוך ולקדם את המדע והטכנולוגיה.


 

[1]          “Blood safety and availability.” [Online]. Available: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/blood-safety-and-availability. [Accessed: 26-Dec-2018].

[2]          M.-C. Giarratana et al., “Proof of principle for transfusion of in vitro-generated red blood cells,” Blood, vol. 118, no. 19, pp. 5071–5079, Nov. 2011.

[3]          L. Douay, “Why industrial production of red blood cells from stem cells is essential for tomorrow’s blood transfusion,” Regen. Med., vol. 13, no. 6, pp. 627–632, Sep. 2018.

[4]          T. Peyrard et al., “Banking of Pluripotent Adult Stem Cells as an Unlimited Source for Red Blood Cell Production: Potential Applications for Alloimmunized Patients and Rare Blood Challenges,” Transfus. Med. Rev., vol. 25, no. 3, pp. 206–216, Jul. 2011.

[5]          “Fountain of Youth? Young Blood Infusions ‘Rejuvenate’ Old Mice – Scientific American.” [Online]. Available: https://www.scientificamerican.com/article/fountain-of-youth-young-blood-infusions-ldquo-rejuvenate-rdquo-old-mice/. [Accessed: 26-Dec-2018].

[6]          “Startups Flock to Turn Young Blood Into an Elixir of Youth | WIRED.” [Online]. Available: https://www.wired.com/story/startups-flock-to-turn-young-blood-into-an-elixir-of-youth/. [Accessed: 26-Dec-2018].

[7]          J. A. Rowe et al., “Blood group O protects against severe Plasmodium falciparum malaria through the mechanism of reduced rosetting,” Proc. Natl. Acad. Sci., vol. 104, no. 44, pp. 17471–17476, Oct. 2007.

אפריקה מתחילה להפיץ יתושים מהונדסים-גנטית

אפריקה מתחילה להפיץ יתושים מהונדסים-גנטית

בחודש אוגוסט 2018, קיבלה ממשלת בורקינה פאסו – מדינה זעירה באפריקה – החלטה הרת-גורל. היא הודיעה שתתיר לשחרר בשטחה יתושים מהונדסים גנטית, בניסיון למגר את מחלת המלריה. על הדרך, יכולה ממשלת בורקינה פאסו ללמד אותנו גם לקח חשוב לעתיד האנושות.

אבל בואו נתחיל בהתחלה.

מלריה היא אחת המחלות המזיקות ביותר באפריקה ובאסיה. הטפילים הגורמים למחלה נישאים במעיהם ובבלוטות הרוק של יתושי אנופלס. כאשר נקבת היתוש מוצצת דם מקורבנותיה האנושיים, היא מדביקה אותם בטפילים. אלו מתרבים בגוף האנושי – ואז נמצצים החוצה על-ידי יתושת אנופלס אחרת, שמעבירה אותם הלאה לקורבנות אנושיים חדשים, וכך המעגל נמשך והתהליך חוזר על עצמו שוב ושוב. על הדרך, בני-האדם שנושאים את הטפילים מפתחים חום גבוה, ולרוב סובלים גם מתשישות, הקאות וכאבי ראש. אם אתם מרגישים רע עבורם, כדאי שתדעו שגם היתושים אינם מרגישים טוב במיוחד לגבי העניין, ונופלים גם הם חלל לטפילים שהם נושאים[1].

לפי דו"ח ארגון הבריאות העולמי, בשנת 2016 בלבד נדבקו 216 מיליון בני-אדם במלריה, וכמעט חצי-מיליון נפטרו בעקבות המחלה[2]. היתר 'רק' סבלו מימים ארוכים בהם שכבו במיטה ולא יכלו לעבוד. אין פלא שכלכלנים מאמינים שהמלריה עולה לאפריקה כולה 12 מיליארד דולרים בשנה – סכום עתק עבור המדינות העניות ביבשת[3].

איך נלחמים במחלה? עד היום, דרך הלחימה העיקרית הייתה באמצעות מניעה: אנשים השתמשו ברשתות שמנעו מהיתושים להגיע אליהם בלילות. אלא שרשתות נוטות להתבלות ולהיקרע, ואינן יכולות להגן על אלו שצריכים לעבוד בלילות. וכך המשיכה המלאריה למלוך בכל רחבי אפריקה ואסיה.

_Keep_out_malaria_mosquitoes_repair_your_torn_screen__-_NARA_-_514969

פוסטר המדרבן לתיקון רשתות יתושים קרועות.

בשנים האחרונות החלו אנשי המדע והביו-טכנולוגיה לפתח צורה חדשה להילחם במלאריה. מדענים בריטיים הצליחו להנדס גנטית נקבות יתושים במטרה לעקר אותן – למנוע מהן להביא יתושים חדשים לעולם[4]. נקבות אלו, אם ישוחררו לטבע, ימשכו את תשומת לבם ואת זרעם של הזכרים, שינסו לשווא לעבר את הנקבות העקרות. כתוצאה, מספר היתושים בטבע אמור לרדת דרמטית[5].

למעשה, לא מדובר בתיאוריה בלבד, מאחר ויתושים מהונדסים-גנטית שכאלו הופצו בשנתיים האחרונות באיי קיימן, בפנאמה, בברזיל, בארצות הברית ובהודו. ההצלחה הייתה מרשימה: תוך שישה חודשים נרשמה ירידה של שמונים אחוזים בערך במספר היתושים. בברזיל בלבד, שם התמקדו המדענים ביתושים שהפיצו את קדחת דנגי הקטלנית, נרשמה ירידה של 91 אחוזים במספר מקרי ההדבקה במחלה באותה שנה[6].

עכשיו מתחילות גם מדינות אפריקה לאמץ את היתושים המהונדסים-גנטית, בהובלתה של בורקינה פאסו הקטנטנה אך הנועזת. היא לא לבדה במערכה: בקרוב יצטרפו אליה גם מאלי ואוגנדה. בשלב הראשון מתכוונים המדענים לשחרר 10,000 יתושים מהונדסים-גנטית עקרים, שיצמצמו את מספר היתושים החיים בטבע. בשלב השני, ישוחררו יתושים שהונדסו עם תכונות מתקדמות יותר: למשל, יתושים שאינם מסוגלים להדביק בני-אדם בטפילי המלאריה, מהסוג שפותח כבר באוניברסיטת קליפורניה[7]. בדרך זו ניתן יהיה למגר את המלאריה מבלי לערער את מארג המזון – מכיוון שחיסול כל היתושים עלול לפגוע גם בחרקים ובציפורים הניזונים על מוצצי-הדם הקטנים.

Burkina Faso meeting

ישיבת כפר בבורקינה פאסו, בה מקבלים אנשי הכפר הסבר על היתושים המהונדסים-גנטית שישוחררו בשטח הכפר. מקור: Target Malaria.

החלק המרגש ביותר בהתפתחויות הללו הוא גם המפחיד ביותר: באמצעות ההנדסה מחדש של היתושים, אנו מסוגלים לשנות את תכונותיה של האוכלוסיה כולה לאורך זמן. במילים אחרות, באמצעות התערבות חד-פעמית – מבצע שייקח שנים ספורות – אנו יכולים לשנות את פניהן של אפריקה ואסיה למאות השנים הקרובות. מבחינה זו, מדובר בטכנולוגיה שמשנה לגמרי את התמונה. כל טכנולוגיה אחרת שהמצאנו עד כה דרשה תחזוקה מתמדת: תחנות כוח יפסיקו לפעול כמעט מיד מבלי עובדים אנושיים, למשל. אבל ההנדסה הגנטית של היתושים, אם תעשה בזהירות ובקפדנות, תוכל להישמר לאורך דורות אנושיים רבים.

כמובן, אי אפשר להתעלם גם מהסכנה שבטכנולוגיה. אין כמעט סיכוי שיתושים מהונדסים-גנטית יסבו נזק לבני-האדם, אך אנו עלולים למחות בשוגג את כל אוכלוסיית היתושים ממין מסוים, ובכך לפגוע קשות במארג המזון ובכל בעלי-החיים האחרים הניזונים על היתושים. חמור מכך, הטכנולוגיה יכולה לשמש גם כנשק, ואפשר לדמיין מלחמה עתידית בה משוחררים יתושים מהונדסים-גנטית שיכולים להזריק רעלנים קטלניים לבני-האדם באזור – ואף להתרבות עם היתושים הקיימים במקום ולהעביר לצאצאיהם את אותם גנים מזיקים. זהו הכוח שאנו מתחילים, כבני-אדם, לרכוש כיום: לשחק עם החיים ועם המוות ולעצב מחדש את האורגניזמים שעל פני כדור-הארץ למטרותינו, לטובה או לרעה.

אבל לפחות בינתיים, אנו יכולים לעשות שימוש בטכנולוגיה לטובה. באמצעות הנדסת היתושים וחרקים אחרים נוכל להיפטר ממחלות קטלניות שליוו את האנושות לאורך מאות-אלפי שנים: המלאריה, קדחת הדנגי, מחלת ליים, ואחרות. מחלות אלו הורגות יותר מחצי-מיליון בני-אדם בשנה, ופוגעות ביכולתן של משפחות ומדינות לכלכל את עצמן. מתת הבריאות הזו תהיה מתנה שנעניק לדורות הבאים – לילדינו, לנכדינו ולכל צאצאינו הבאים.


 

[1] http://www.sciencemag.org/news/2010/09/how-mosquitoes-fight-malaria

[2] http://www.who.int/malaria/media/world-malaria-report-2017/en/#Global%20and%20regional%20malaria%20trends%20in%20numbers

[3] https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(05)66420-3/fulltext

[4] http://www.nature.com/articles/doi:10.1038/nbt.3439

[5] https://www.statnews.com/2015/12/07/gene-edited-mosquitoes-stop-malaria/

[6] https://labiotech.eu/medical/oxitec-dengue-zika-brazil/

[7] https://www.statnews.com/2015/11/23/malaria-mosquitoes-gene-drive-crispr/