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/