שתפו‬        

ליהי ברק

אנשים על שבבים

מיקרוצ'יפ שמדמה באופן מדויק פעילות פיזיולוגית של איברים אנושיים זכה השבוע בתחרות העיצוב בלונדון. הטכנולוגיה החדשנית שמלהיבה את הקהילה המדעית עשויה להפחית את מספר בעלי החיים המשמשים לניסויי מעבדה
12 ביולי 2015



 

בספרו "ההיסטוריה של המחר", מצייר יובל נח הררי תמונה של עתיד שבו שולט אדם משודרג מבחינה ביולוגית. שכלולים מדעיים בתחום הרפואה, הרובוטיקה והגנטיקה, טוען הררי, יאפשרו לבני האדם להחליף חלקים בגופם בחלקים מהונדסים, להאריך את תוחלת חייהם ולשפר את איכותם. המשמעויות ההיסטוריות של השלב הזה מרחיקות לכת, ועשויות לבשר על שלב חדש באבולוציה של האדם.

רפואת העתיד היא תחום מרתק ומסקרן. לכן מלהיב במיוחד כאשר אפשר להפסיק לדמיין ולהציץ בעתיד הזה כבר עכשיו: מדענים מאוניברסיטת הרווארד בארצות הברית מפתחים בשנים האחרונות מודל מוקטן של רקמות אנושיות על גבי שבב (צי'פ), שיודע לחקות את פעילות איברי הגוף כפי שהיו מתנהגים ומגיבים בגוף האמיתי. השבבים כבר נמצאים בתהליכי פיתוח מתקדמים, והמדענים מאמינים שהם ישפרו משמעותית את תהליך הפיתוח של תרופות חדשות. השבוע זכה השבב בפרס "עיצוב השנה" בתחרות העיצוב היוקרתית של מוזיאון העיצוב בלונדון. 

ריאה על שבב. צילום: מכון ווייז, אוניברסיטת הרווארד
ריאה על שבב. צילום: מכון ווייז, אוניברסיטת הרווארד

אקשן על הממברנה

השבב, שמהווה העתק מושלם של רקמה אנושית מלאכותית, הוא בגודל של שני סנטימטרים על סנטימטר בלבד – בערך בגודל של דיסק און-קי ממוצע. השבב עשוי גומי גמיש ושקוף, ובמרכזו תעלה חלולה שמופרדת במרכזה על ידי ממברנה דקה. על גבי הממברנה הזו מתרחש כל האקשן.

ליצירת ריאה על שבב, למשל, שתלו המדענים תאי ריאה אמיתיים על גבי הממברנה, ביחד עם תאים שנלקחו מכלי דם קטנטנים בריאה (קפילרות). כך יצרו המדענים סימולציה של הסביבה הטבעית של תאי הריאה, שמאפשרת החלפת גזים בין התאים לכלי הדם. אל השבב הוחדרו אוויר ונוזל לדימוי מושלם של התפקוד הריאתי, והתוצאה הסופית היא העתק מדויק של תהליך הנשימה בזעיר אנפין, כפי שהוא מתרחש בגוף החי. לאחר ששבב הריאה מוכן, ניתן להדביק אותו בחיידקים חיים על מנת לעורר תגובה זיהומית. הריאה על השבב מתנהגת כפי שתאי ריאה אמיתיים היו מגיבים לו הודבקו באותו זיהום. בשלב הבא, ניתן לבדוק על גבי תאי הריאה החולים תרופות ניסיוניות.

עד כה פותחו בהצלחה גם מעי על שבב, שיודע לדמות את תנועת הכיווץ הטבעית של המעי, וכליה על שבב, שיודעת לחקות את תגובת הגוף לחומרים רעילים. בעתיד, הטכנולוגיה תאפשר יצירת קשר פיזיולוגי בין איבר לאיבר בתנאי מעבדה כך שהאיברים יוכלו "לתקשר" זה עם זה, וייצרו גוף אנושי שלם על גבי שבבים. טכנולוגיה כזו תאפשר לבצע אנליזות מתקדמות יותר לגבי השפעת התרופה הנבדקת על הרקמות השונות, אופן ספיגת התרופה, המטבוליזם שלה ותהליך פינוי התרופה מהגוף. בנישה המתפתחת של רפואה מותאמת אישית, השבבים יאפשרו גם פיתוח של תרופות עבור אוכלוסיות בעלות מטען גנטי מסוים.

למען בעלי חיים

הדמיה של איברי אדם בתנאי מעבדה היא טכנולוגיה חכמה וחדשנית, ומהווה קפיצת מדרגה משמעותית בעולם הרפואה. חשוב לא פחות הוא נושא הניסויים בבעלי חיים השנוי במחלוקת נצחית, ומהווה חלק בלתי נפרד מתהליכי פיתוח תרופות חדשות: לעיתים מודלים ביולוגיים של בעלי חיים אינם מנבאים באופן מדויק את השפעת התרופה על בני האדם, מהסיבה הפשוטה שהם נבדלים מאתנו בתגובות הפיזיולוגיות והכימיות לתרכובות שונות. אכן, מתנגדי הניסויים בבעלי חיים טוענים לאי יעילות מדעית בנוסף לעוול המוסרי. המדענים מאמינים שמעבר לתרומתם לתהליכי פיתוח פרמקולוגיים, השבבים החדשניים גם יפחיתו משמעותית את הצורך בבעלי חיים בניסויים רפואיים.

צפו: כיצד מייצרים איבר על שבב?

[youtube height="HEIGHT" width="WIDTH"]https://www.youtube.com/watch?v=QO_E1EuBtOI[/youtube]

לקריאת המאמר המקורי לחצו כאן




שתפו‬        


הירשמו לניוזלטר שלנו

עקבו אחרי זווית