ה"אף האלקטרוני" יציל חיים: החיישנים הננו-מטריים יתריעו על מחלות וזיהומים באמצעות הרחה בלבד

המערכת שמפתחת חברת ננוז מדיקל, הכוללת מערכי חישה ננו-מטריים בעלי רגישות גבוהה, תהיה מסוגלת לזהות מחלות זיהומיות ולהתריע על גידולים טרום-סרטניים באמצעות "הרחת" הבל הפה. "מדובר על לא פחות ממהפכה ברפואה שתציל חיים ותביא להתייעלות במערכת הבריאות", אומרים מנהלי החברה, שהחלה כבר בניסויים קליניים ומתכננת יישומים עתידיים בתחומים נוספים

יואל צפריר, בשיתוף ננוז מדיקל
תוכן שיווקי
שתפו כתבה במיילשתפו כתבה במייל
הצוות האיכותי של ננוז מדיקל בהובלת דר אסנת סלע תבור  צילום יחצ ננוז מדיקל
הצוות האיכותי של ננוז מדיקל בהובלת ד"ר אסנת סלע תבורצילום: יח"צ ננוז מדיקל
יואל צפריר, בשיתוף ננוז מדיקל
תוכן שיווקי

"החזון שלנו הוא ליצור מהפיכה בעולם הרפואה באמצעות בדיקה דיאגנוסטית חדשנית, לא פולשנית. אנחנו מפתחים בדיקה באמצעות נשיפה שכל אחד יוכל לבצע אותה והיא תסייע באבחון מהיר של מחלות זיהומיות באופן שיתמוך בקבלת החלטות לגבי הטיפול הרפואי שהנבדק יקבל, במעקב נוח ויעיל אחרי חולים עם מחלות כרוניות קשות, ובזיהוי מוקדם של מחלות סרטניות וטרום-סרטניות שאין להן היום כלים אופטימליים לאבחון". כך אומרת אורית מרום אלבק, מיסדת משותפת ויו"ר חברת ננוז מדיקל (Nanose medical), שפיתחה את ה"אף האלקטרוני" שניצב בחזית הטכנולוגית של התחום הרפואי.

אורית מרום אלבקצילום: יח"צ

"בעוד כמה שנים כל בית יוכל להרשות לעצמו את המכשיר שאנחנו מפתחים", היא מוסיפה. "בשלב הראשון הבדיקה תהיה מיועדת לביצוע ב - Point of care - בקליניקה של כל רופא משפחה בכל מקום. בשלב השני, אפשר יהיה לבצע בדיקה ואבחון מרחוק. זה יוביל לחיסכון זמן, ייעל דרמטית את השירותים הרפואיים ויפחית משמעותית מצבים של חשיפת הנבדק למחלות נוספות, או חשיפה של צוותי הרפואה למחלה של הנבדק".

אב-טיפוס וניסויים קליניים

החברה הוקמה לפני למעלה משנתיים אחרי עבודת מחקר של כמה שנים בפקולטה להנדסה כימית בטכניון תחת הקבוצה של פרופ' חוסאם חאיק, פרופסור מן המניין בפקולטה להנדסה כימית בטכניון, מומחה בעל שם עולמי בעבודה על ננו-חלקיקים ודיאגנוסטיקה לא פולשנית.
"במשך מספר שנים, קבוצת המחקר שלי בטכניון פיתחה טכנולוגיה חדשנית המבוססת על ניטור הבל הפה באמצעות מערכי חישה ננו-מטריים בעלי רגישות גבוהה", מספר פרופ' חאיק. "מערכים אלה מזהים את 'טביעת האצבע' של מחלות שונות כפי שהיא מתבטאת בחלקיקים אורגניים נדיפים הנמצאים בהבל הפה. בשנים האחרונות אומתה יעילותה של הטכנולוגיה בלמעלה מ-23 בתי חולים ברחבי העולם והראתה הפרדה בין 17 מחלות שונות ובהן פרקינסון וכמה סוגי סרטן, הן בשלבים המוקדמים והן בשלבים המתקדמים של המחלה. אני שמח שחברת ננוז מדיקל מובילה את הטכנולוגיה שפותחה במעבדה לקראת הפיכתה למוצר שיוכל להוביל לפריצת דרך משמעותית ובשינוי פרדיגמות באבחון מחלות והנגשתם לציבור הרחב בצורה יעילה ושוויונית, הן בעולם המערבי והן במדינות העולם המתפתח".

פרופ' חוסאם חאיק צילום: יח"צ

הסניפון, הדגם הראשון שפותח על-ידי פרופ' חאיק בטכניון, זכה בשנת 2018 בפרס האיחוד האירופי לחדשנות, פרס שניתן לטכנולוגיות פורצות דרך שיש להן השפעה על התעשייה ועל האנושות.

באיזה שלב נמצאת כיום החברה?

"החברה נמצאת כיום בשלב פיתוח וניסויים קליניים. כשפרצה הקורונה היינו בשלבים הראשונים של פיתוח המכשיר והסנסורים שעבדנו איתם עדיין יוצרו בטכניון. יצאנו עם האב-טיפוס הראשון שפותח לניסוי קליני ראשוני לקורונה - פשוט כי נוצר מצב לא רגיל שבו היה קל יותר לאסוף דאטה בניסוי קליני, בהשוואה לעבודה עם מודלים מורכבים במעבדה. למדנו המון מהניסויים הקליניים הראשונים ופיתחנו מוצר מתקדם שאיתו אנחנו יוצאים לניסויים קליניים לאיסוף דאטה במחלות נוספות".

ד"ר אסנת סלע תבור, מנהלת משותפת ומנהלת הפיתוח הטכנולוגי בחברה מוסיפה, כי: "פריצת הדרך הגדולה של החברה הייתה בחודשים האחרונים, לאחר שהקמנו מעבדה מתקדמת לייצור הסנסורים, שמאפשרת לנו לעבוד על איפיון מעמיק של הסנסורים ולבקרת איכות שלהם". עם היכולות המתקדמות שפיתחנו בחברה סיימנו בהצלחה בימים אלו ניסוי במעבדה לאיבחון דגימות סינתטיות עם הרכבי מולקולות אופייניות לסרטן שסנתזנו במעבדה והגענו לתוצאות מדהימות.

ד"ר אסנת סלע תבורצילום: יח"צ

"את הניסוי הקליני הראשון ביצענו עם שלושה בתי חולים - אחד בישראל ושניים בחו"ל - ובין החברה ובתי החולים הללו התפתחו קשרי עבודה מקצועיים מצויינים שמביאים אותנו לשלב הבא. איתם ועם שני בתי חולים נוספים בארץ אנחנו גם עובדים היום על הניסויים הקליניים הבאים של החברה.

"בשנתיים שהחברה פועלת, הגענו להישגים מרשימים - פיתחנו מכשיר מתקדם, הקמנו מעבדה חדשנית לייצור סנסורים ואיפיונם, פותחה התשתית האלגוריתמית והידע והניסיון לעריכת ניסויים קליניים. אנו בעיצומו של ניסוי לאיסוף דאטה למחלות זיהומיות עם מכשיר הסניפון ואנו נערכים בימים אלו לניסוי הקליני הבא עם המכשיר המתקדם שהחברה פתחה".

מערכת ה- Sniffphoneצילום: הטכניון

לכל מחלה יש ריח שונה

העובדה שלמחלות יש ריח ידועה כבר שנים רבות. ישנם מחקרים מדעיים שמראים שכלבים יודעים להריח מחלות בשלב מוקדם. לאחרונה התפרסם מקרה מדהים בו אישה זיהתה שבעלה חולה בפרקינסון דרך הרחת הזיעה על החולצה שלו. היא הכירה את הריח מאנשים בבית אבות בו עבדה.

ההסבר המדעי לתופעה נעוץ בכך שלמסלולים המטבוליים המתרחשים בתאי הגוף יש תוצרים שהם מולקולות נדיפות, שנקראות Volatile Organic Compounds, או בקיצור VOCs. המולקולות האלו משתחררות מהתאים לדם ומהדם הן משתחררות בריאות ומופיעות בנשיפה. חלקן משתחרר גם דרך העור, דרך השתן ומהפרשות נוספות של הגוף.
כשרקמה חולה היא משחררת מולקולות נדיפות אופייניות. מחלות שונות משחררות סטים שונים של מולקולות נדיפות ולכן לכל מחלה יש ריח שונה. מכשיר שיכול "להריח" את המולקולות הללו לאחר שהן יוצאות מהגוף יאפשר בדיקה שהיא מעין "בדיקת דם" לא פולשנית.

הטכנולוגיה מבוססת על העקרון בו עובדת מערכת ההרחה הביולוגית הבנויה מסט של כימו-רצפטורים שנקשרים למולקולות הנדיפות ועקב כך נוצרים דפוסים של סיגנלים חשמליים שמגיעים למוח. המוח לומד להתאים ריח לתבנית סיגנלים חשמליים המאפיינת אותו. נסביר זאת בדוגמה: בפעם ראשונה שמישהו מריח עוגת קינמון - אמרו לו שזו עוגת קינמון והמוח לומד שתבנית הסיגנלים החשמליים שהרגע הגיעה אליו מאפיינת קינמון. היפה הוא שאחרי הלימוד הזה, המוח ידע לזהות קינמון גם בהקשרים אחרים, לא רק בהקשר של עוגה. למשל, בתבשיל בשר שיש בו קינמון.

בחשיפת הסנסורים לריח - מתקבל אוסף סיגנלים חשמליים. החלק השני של התהליך הוא אלגוריתם שיודע לזהות תבניות שונות של סיגנלים - בדיוק כמו שעושה המוח.

"אנחנו כרגע עובדים על מכשיר שיאבחן את ריח הנשיפה", מדווחת אורית מרום אלבק. "הבדיקה מורכבת מאיסוף דוגמת נשיפה וחשיפה שלה לסנסורים, ואז בדיקת הסיגנלים החשמליים המתקבלים על-ידי התוכנה לסיווג לאיזה תבנית הם יותר מתאימים. על סמך החלטת האלגוריתם מתקבלת תשובה. כל הבדיקה אורכת סדר גודל של 1-2 דקות".
הפכתם מחקר שפותח בטכניון לחברה רפואית מבטיחה. ספרי על כך.

"מי שעוסק בתחום יודע שלקחת מחקר ממוסד אקדמי ולהפוך אותו למוצר אמיתי בשוק זו דרך מאתגרת. הטכנולוגיה של אף אלקטרוני היא טכנולוגיה מורכבת בגלל סיבות רבות. בננוז צוות איכותי מאד ורב-תחומי במלוא מובן המילה, שמובילה אותו ד"ר אסנת סלע תבור, בעלת דוקטורט בביולוגיה מולקולרית ועם ניסיון של למעלה מ-20 שנה בהובלת פיתוחים חדשניים רב-תחומיים בתחום הרפואי. הצוות משלב יכולות בתחום הכימיה, הנדסת חומרים, מכניקה, אלקטרוניקה, ביולוגיה, פיזיקה, הנדסת חשמל, הנדסה ביו-רפואית, ניסויים קליניים וכמובן אלגוריתמים ותוכנה. הפיתוח מחייב ידע מקצועי מעמיק בתחומים שונים - זה חלק מהמורכבות ומהאתגר של פיתוח מוצר של אף אלקטרוני".

אבחון מהיר מציל חיים

האתגר שננוז מדיקל לקחה על עצמה הוא לפתח מכשיר קטן יחסית ויעיל, ובדיקה שכל אחד יכול לבצע אותה. בחברה מאמינים שבדיקה כזו תהיה בעלת יחס עלות-תועלת מאוד גבוה ותחולל מהפכה בעולם הרפואה.

"רוב בדיקות האבחון היום הן בדיקות פולשניות, או בדיקות שמערבות קרינה או שלא נעים לבצע אותן (לדוגמא בדיקת צואה) ולכן אנשים מצביעים ברגליים ופשוט לא מבצעים את הבדיקות הנדרשות", מסבירה ד"ר אסנת סלע תבור. "סיבה נוספת היא שהבדיקות, בגלל המורכבות שלהן, יקרות מידי ואז מערכת הבריאות לא יכולה להרשות לעצמה לבצע אותן. יש צורך קליני בבדיקות ידידותיות למשתמשים שיאפשרו זיהוי מוקדם של מחלות, מעקב צמוד אחרי חולים כרוניים כך שכל ה-patient management יהיה יעיל, מותאם אישית ויביא לתוצאות טובות. בדיקות כאלו יביאו עם הזמן לירידה בכמות האשפוזים ובביקורים אצל רופאים מומחים וכתוצאה מכך לירידה בהוצאות מערכת הבריאות. זה בדיוק מה שאנחנו עושים - אנחנו מכוונים להתאים את הטכנולוגיה שלנו לאבחון מהיר של מחלות זיהומיות באופן שיתמוך בקבלת החלטות לגבי הטיפול הרפואי שהנבדק יקבל".

למשל?

"אנשים הסובלים מצרבת כרונית יש להם סיכון גבוה יותר לפתח שינויים בתאי הוושט המהווים גורם סיכון משמעותי להתפתחות סרטן הוושט. אפשר לזהות את השינויים האלו רק בביופסיה שנלקחת במהלך בדיקת גסטרוסקופיה, ואם מזהים אותם אפשר להסיר את התאים הפתולוגיים בפרוצדורה פשוטה יחסית. אבל גסטרוסקופיה זו בדיקה שלא מתאימה להיות בדיקה שגרתית - המצב כרגע הוא ש- 90% מהאנשים שמאובחנים עם סרטן הוושט לא ערכו בדיקה מקדימה של גסטרוסקופיה. תארו לכם בדיקת נשיפה פשוטה שאפשר לבצע אצל רופא המשפחה, או אפילו בבית המרקחת, שתאבחן את האנשים שיש להם סיכון גבוה לפתח סרטן וושט. הם ירוצו לעשות גסטרוסקופיה.

"הבעיה עם סרטן הוושט היא שזהו סרטן אגרסיבי מאוד וזיהוי של תאים סרטניים, אפילו בשלב מוקדם, הוא כבר מאוחר מדי. לכן קיומה של בדיקה פשוטה ויעילה שתעיד על השינויים הטרום-סרטניים בוושט תהיה מצילת חיים - בדומה לבדיקת צואה שמשתמשים בה לאבחון מוקדם של פוליפים וסרטן המעי".

מה קורה במגרש של מחלות זיהומיות?

"במגרש זה נלקחות מדי יום מיליוני החלטות על-ידי רופאים ברחבי העולם לגבי מתן אנטיביוטיקה. לדוגמה, רק בדלקת גרון, אחת המחלות הנפוצות ביותר, מטפלים במקרים רבים באמצעות אנטיביוטיקה ללא ביצוע בדיקה למציאות החיידק, או בד בבד עם לקיחת תרבית מהגרון מבלי להמתין לתוצאות התרבית. המשמעות המעשית היא שאנו עדים לשימוש יתר באנטיביוטיקה. בדלקת גרון, 60% מהפציינטים מטופלים באנטיביוטיקה למרות שרק פחות ממחצית מהם סובלים מזיהום בקטריאלי. ההשלכות של שימוש יתר באנטיביוטיקה הן רחוקות טווח - מהתפתחות זנים עמידים ועד השפעה על אוכלוסיית החיידקים ה'טובים' - המיקרוביוטה - שחיים בגוף שלנו וחשובים מאוד לבריאותנו".

הרחבת היישום לתחומים נוספים

לכאורה, הסביבה התחרותית בה פועלת ננוז מדיקל היא סביבה רוויה. יש מספר קבוצות מחקר וחברות שעובדות על מכשירים בתחום האף האלקטרוני, שיודעים לזהות מולקולות נדיפות בהפרשות גוף. אבל בננוז טוענים, כי רוב רובם של המכשירים איתם עובדים הם מכשירים גדולים מאוד ויקרים ונדרשת מומחיות כדי להפעיל אותם. זה משפיע על עלות הבדיקה ועל המקום בו הבדיקה יכולה להתבצע. "אנחנו לא מכירים שום קבוצה שעובדת על מערכת שתאפשר מוצר שיכול להיות מתאים לבדיקה ביתית בשילוב עם טלה-מדיסין", קובעת אורית מרום אלבק.

מהו החזון שלכם לעתיד החברה?

"עם השלמת התאמת המכשיר לאפליקציה הראשונה השמיים הם הגבול. מתחום הרפואה והדיאגנוסטיקה נוכל להרחיב את היישום של הטכנולוגיה גם לתחומים כמו אגריטק ווטרינריה תעשיית המזון (בדיקת איכות וטריות המזון), סמים, קוסמטיקה, תעשייה ביטחונית ועוד תחומים רבים בהם יש מולקולות נדיפות ואפשר להשתמש באף אלקטרוני".

בשיתוף ננוז מדיקל