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.

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