היום כבר ברור לכולם שרפואה מותאמת אישית בסרטן היא לא שאלה של "אם" אלא שאלה של "איך" ו"מתי". חולים רבים נאלצים לעבור מספר קווי טיפול שונים עד לקבלת הטיפול היעיל אליו הם מגיבים. האונקולוגים ניצבים מול דילמות מורכבות, מאחר שלעיתים קרובות אין בידם מידע מדוייק ופרסונלי לחזות כיצד יגיב המטופל ורק לאחר חודשים של טיפול קשה הם עלולים לגלות שהטיפול לא עובד ואבד זמן יקר.
למרות ניסיונות רבים לפתח כלי חיזוי המבוססים על אנליזות שמקורן ברקמות סרטן מחולים, רבים מהמודלים הקיימים לוקים בחסר ומוגבלים ביכולתם לחזות מצב המדמה את הגוף, גם מבחינת מורכבות הגידול וסביבתו וגם מבחינת השתנותו לאורך זמן.
המיקרו סביבה הסרטנית - גידול זה עניין של סביבה
כבר בסוף שנות ה-70' של המאה הקודמת, בעבודות המוקדמות של פרופ' יהודה פולקמן ז"ל, מבית החולים לילידים בבוסטון בתחום האנגיוגנזה (יצירת כלי דם) זוהתה תרומתה המכרעת של המיקרו-סביבה הסרטנית על התפתחות והתקדמות מחלת הסרטן. התקשורת שיש בין תאי הגידול הסרטני לבין המיקרו-סביבה - הכוללת תאי רקמת חיבור, תאים ממערכת החיסונית, מטריצה חוץ-תאית ועוד - משפיעה על אגרסיביות המחלה ומידת העמידות שלה לטיפולים שונים.
בנוסף למורכבות המיקרו-סביבה הסרטנית, גם הפרופילים הגנטיים של הגידולים באים לידי ביטוי באופן שונה אצל כל מטופל, גם בין חולים אשר מאובחנים עם אותו סוג סרטן. יתרה מכך, בתוך הגידול הספציפי של מטופל בודד ישנם הבדלים בין אוכלוסיות תאים שונות אשר יכולים להשפיע על תגובתיות לטיפול. המורכבות הגבוהה של הגידול עצמו וסביבתו הייחודית מדגישה את האתגר של ייצוג המחלה במודלים חוץ-גופיים למטרות התאמת תרופה.
במשך שנים, עולם הרפואה עושה שימוש במודלים תאיים שאינם בהכרח מייצגים היטב את המורכבות והמגוון של הסביבה המיקרו-סרטנית. בעשור האחרון התפתחו שיטות רבות להתאמת טיפול אישי, אולם רבות מהן אינן כוללות את מרכיבי המיקרו-סביבה הסרטנית הקריטית לחיקוי הפיזיולוגיה ולכן חיזוי יעילות הטיפולים אינו תמיד מספק.
דינמיות - כי שום דבר לא סטטי בסרטן
בנוסף, מרבית פתרונות הרפואה המותאמת אישית היום, אשר מבוססים על לקיחת דגימות מגידולים של מטופלים וסריקה של תרופות על תאי הסרטן שלו, אם בגידול תאים במשטח או בגידול תאים בצורה תלת מימדית, הינם סטטיים. אולם ברור לכל שהגוף אינו סטטי וקיימת זרימה מתמדת באזור הגידול. חשוב לשחזר זרימה זו גם במודלים חוץ-גופיים מכוון שהיא מאפשרת לדמות את הפיזיולוגיה של הרקמה בצורה מדויקת יותר ומאפשרת ביטוי גנטי קרוב למקור.
מולטי-פונקציונליות זה שם המשחק
מידע מגוון מאפשר שימוש במספר רב של מדדים המעלים את דיוק הניבוי. אך נשאלת השאלה האם מספיק לנו לקבוע טיפול על סמך מדד יחידני? אחד המדדים אשר מאוד מקובל להסתמך עליו במקרה של מודלים תלת ממדיים חוץ-גופיים (למשל, ספרואידים או אורגאנואידים) הוא שינוי בנפח הגידול בעקבות חשיפה לטיפול מסויים. לאחרונה מתגברת ההבנה כי אין תמיד יחס ישיר בין תגובה לטיפול לבין נפח הגידול ובהרבה מקרים היעדר שינוי בנפח אינו מעיד על חוסר אפקטיביות. יש צורך ממשי ליצירת מבחני משנה המבטיחים קבלת מסקנה מדוייקת יותר המעידה על אפקטיביות של הטיפול. כמו כן, למדדים רבים שכיום לא נעשה בהם שימוש, פוטנציאל רב להכווין את הרופא לבחירת טיפול אפקטיבי יותר.
הפתרון המאחד לכל המגבלות הללו זה השימוש בפלטפורמה ורסטילית מבוססת טכנולוגית "איבר על שבב" (OOC).
הטכנולוגיה עליה מבוססת חברת פרה קיור (Pre-Cure) החלה כפיתוח במעבדתה של פרופ' עפרה בני, ראש המעבדה לננו-רפואה והסביבה המיקרו-סרטנית בביה''ס לרוקחות באוניברסיטה העברית בירושלים. המעבדה עוסקת בפיתוח טיפולים מבוססי ננו-טכנולוגיה ובמודלים ביו הנדסיים חוץ גופיים (Ex-Vivo models) למטרת ריפוי סרטן.
לפני הקמת המעבדה בירושלים, פרופ' עפרה בני שימשה כחוקרת בפקולטה לרפואה בהרווארד ובבית החולים לילדים בבוסטון, לאחר פוסט-דוקטורט במעבדתו של פרופ' יהודה פולקמן ז"ל, חלוץ תחום האנגיוגנזה בסרטן. מחקריה החדשניים משלבים כיום ידע ביולוגי עם שיטות הנדסיות אותם רכשה בתאריה בהנדסת ביוטכנולוגיה בטכניון. חברת פרה קיור (Pre-Cure) הינה חברת ספינאוף היוצאת ממעבדתה של פרופ' בני ומיישמת תוצאות של שנים של מחקר בתחום של הנדסת רקמות תלת-ממדיות, חומרים ביולוגים, ננוטכנולוגיה והתקנים רפואיים.
איך עובדת הפלטפורמה?
פיסת רקמה בגודל כמה מילימטרים מגידול שמוסר בניתוח או מביופסיה נלקח למעבדה, שם היא מפורקת לאלפים של תאים בודדים. על ידי תבנית תלת-ממדית בונים מחדש מאותם התאים מאות "דגמים" (צברי תאים) של הרקמה המקורית, שמכילים את כל תאיה - סרטן ורקמה סובבת. מאות הרקמות המשוחזרות (שמכונות "ספרואידים") מוכנסות לביו-שבב עליו נבדקות מספר תרפיות אופציונליות. לאחר כשבוע מופקת טבלת תוצאות בה ניתן לראות בבהירות מהו הטיפול היעיל ביותר והאם זוהתה עמידות לטיפול מסוים.
כמה מילים על הטכנולוגיה. Pre-Cure פיתחה טכנולוגיה המבוססת על הדפסה תלת-ממדית של ביו-שבבים המשמשים כננו-סימולטור. כל התרפיות האופציונליות שביניהן מתלבט האונקלוג/ית מוזרמות על גבי הגידולים המיניאטוריים ונלקחים מדדים שונים שביחד מנבאים את הטיפול היעיל ביותר עבור המטופל.
הביו-שבבים עשויים מחומר ייחודי המאפשר לתאים הסרטניים לשגשג ולהתנהג בדומה לנעשה בגוף. אודות לשילוב של טכנולוגיה מיקרופלאודית מדוייקת ושמירה על הסביבה המיקרו-סרטנית של התאים מצליח המודל לחזות במהימנות כיצד יגיבו התאים. בשונה מטכנולוגיות קיימות בתחום השבבים הביולוגים, שיטת ההדפסה והחומרים הייחודים מאפשרים קבלת עיצוביים מגוונים המאפשרים קבלת מידע מקסימלי במינימום גודל רקמה. בתוך הביו-שבבים של החברה מוטעמים מבחנים פונקציונליים המספקים מידוע קליני בר-יישום ומשמשים את האונקולוגים לקביעת טיפול אישי מבוסס דאטה למטופלים.
הטיפול הראשון הוא הטיפול היעיל
הטכנולוגיה יושמה עד כה על עשרות מטופלים, ושני ניסויים קליניים במספר מרכזים רפואיים שיבוצעו השנה יובילו לתיקוף קליני משמעותי של הטכנולוגיה, בסופו תוכל פרה-קיור להציע את שירותיה לחולי סרטן בארץ ובעולם ולפתוח צוהר לעידן בו הטיפול הראשון הוא הטיפול היעיל.
"באמצעות הטכנולוגיה של פרה-קיור, נוכל להבטיח שהרבה יותר חולים יקבלו טיפול יעיל בשלב מוקדם ולא יאלצו לעבור טיפולים קשיים לשווא. ככל שיהיה לנו יותר מידע קליני ופרסונלי בר-יישום, נוכל להבטיח אחוזי החלמה גבוהים יותר", אומר פרופ' אהרון פופובצר, מנהל מכון שרת לאונקולוגיה ב"הדסה עין כרם".
בשיתוף חברת פרה-קיור (Pre-Cure)
