סרטן, 
לך תמות

בעתיד, מחשבים זעירים ישוטטו בתוך הגוף ויחסלו את התאים הסרטניים. ואנחנו? נמשיך בחיינו, 
בלי לדעת שחלינו ונרפאנו

ערן דינר
שתפו כתבה במיילשתפו כתבה במייל
מעבר לטוקבקיםכתוב תגובה

סרטן. האם יש מילה מפחידה מזו? על פי נתוני האגודה למלחמה בסרטן, לכל אחד מאתנו יש סיכוי של 36%־50% ללקות בשלב כלשהו של החיים באחד ממאות הסוגים של המחלה הנוראית, רבים מהם חשוכי מרפא. אבל אם התמונה שפורש ד"ר תום רן תיהפך למציאות, ייתכן שבעתיד הסיכון ללקות בסרטן יירד דרמטית, כשמחשבים זעירים שישוטטו בתוך תאי הגוף יזהו בשלב מוקדם ביותר את התהליכים הסרטניים, ויחסלו את התאים החולים. באותו אופן ניתן יהיה להתמודד עם שלל מחלות נוספות, אלא שכדי להפוך את החזון הזה למציאות נצטרך לזנוח כמה מהנחות היסוד שלנו לגבי מהות הרפואה, וגם את ההגדרה הבסיסית של מחשב. למשל, את ההנחה שהוא מורכב בהכרח מרכיבים אלקטרוניים.

רן הוא מדען רב־תחומי שבגילו הצעיר (34) כבר אוחז בלא פחות מששה תארים אקדמיים, ומאחוריו כעשר שנות מחקר במעבדתו של פרופ' אהוד שפירא מהמחלקה לכימיה ביולוגית במכון ויצמן. "מבחינה אקדמית אני עוף מוזר", הוא אומר. "התחלתי במדעי המוח, ובגלל שלא כל כך ידעתי מה אני רוצה עשיתי גם תואר במדעי המחשב ובפסיכולוגיה. כשעשיתי תואר שני במדעי המוח במכון ויצמן, שמעתי במקרה בקפיטריה על פרויקט המחשב הביולוגי של פרופ' שפירא, והיה לי ברור שאני זורק את כל העבודה על המוח ורץ לקחת בזה חלק. מבחינתי זה נושא מושלם, כי הוא מאחד המון תחומים: גם מחשבים, גם ביולוגיה ואפילו ארכיטקטורה".

ד"ר תום רן
ד"ר תום רן: "אפשר לייצר די.אן.איי עם קוד שמתאים למה ש'נדפק' במחלה מסוימת"צילום: שי שברו

ברור מה זה מחשב, אבל מהו בעצם מחשב ביולוגי?

"בדיוק כמו שבמחשב כל המידע מיוצג באפסים ואחדות, גם אני ואתה תוצר של איזשהו עיבוד מידע. התחלנו בתור תא בודד אחד, ביצית שהופרתה על ידי זרעון, ובתא הזה כבר היו כל הוראות ההרכבה והאפייה לאדם כולו. הרעיון הוא שאפשר לקודד מידע גם בביולוגיה, באמצעות תכנון והנדסה של די.אן.איי, שהיא המולקולה שנושאת את המידע הגנטי. אפשר לייצר מקטעי די.אן.איי עם קוד שמתאים למה ש'נדפק' במחלה שלגביה אנחנו רוצים לעשות משהו, ואז להשתיל את המקטעים האלה בתוך חיידקים שגם כך חיים בתוך הגוף שלנו, והם באמת יפעלו כמו מחשבים: יקלטו מידע – במקרה של סרטן, איזה מוטציות קיימות בתא; יפעילו סדרה של תנאים; ולבסוף יבצעו פעולה מוגדרת, כמו לגרום לתא להתאבד במקרה שהמסקנה היא שזהו תא סרטני.

"החזון של המחשב הביולוגי הוא שיהיו טריליונים של מחשבים כאלה בתוך תרופה שאדם ייקח, והמחשבים האלה יוכלו לשוטט לנו בגוף, כשהם יודעים לזהות גידולים סרטניים ומחלות אחרות ולטפל בהן. זהו חזון ה־Doctor in a cell ('רופא בתא') של פרופ' שפירא".

זה שונה לגמרי מאופן הפעולה של תרופות כיום.

איור למדור מדע גיליון פברואר 2016
צילום: עיבוד : עדי עמנואל

"זה משהו אחר לגמרי. בוא נשווה לאחד הטיפולים הכי הנפוצים כיום לסרטן, הכימותרפיה. מה זה בעצם כימו? זה רעל. רעל שהורג תאים שמתחלקים בגוף. גם זה סוג של חישוב, אלא שזה חישוב לא ספציפי. אתה אומר לו בהגדרה: אם תא מתחלק, אתה הורג אותו, כי גידול סרטני הוא תא שאיבד את השליטה על יכולת החלוקה שלו, והוא מתחלק שוב ושוב עד שמתקבל גידול. הכימותרפיה עושה את החישוב – היא מזהה את הגידול ובתקווה הורגת אותו. אלא שיש עוד תהליכים בגוף שמבוססים על חלוקת תאים, למשל צמיחת השיער או התחלקות של תאים במערכת החיסון, והכימותרפיה פוגעת גם בהם. לכן, לחולי סרטן שמקבלים טיפולי כימותרפיה נושר השיער, והם גם פגיעים מאוד לזיהומים.

"הדור החדש של התרופות יפעל על בסיס עיקרון אחר, שדומה לעיקרון הפעולה של מחשב. הן יידעו לסרוק את תאי הגוף כמו מחשב ולחפש בהם מאפיינים שמעידים על קיומן של מחלות מסוימות, כי לתא סרטני יש מאפיינים מובהקים שמבדילים אותו מתא בריא. אז ניתן יהיה ממש להגדיר לרופא הממוזער הזה, כמו למחשב, להיכנס לכל התאים בגוף ולחפש מוטציות מסוימות, ורק אם כל התנאים שהוגדרו מתקיימים בתא, לשחרר רעל שיהרוג את התאים הנגועים. התוצאה היא הרג סלקטיבי של תאי המטרה בלבד – כמו טיל ממוקד שיודע לפגוע רק בתאי המטרה, בלי לפגוע בתאים הפריפריאליים".

אז אפשר לא לפגוע בתאים הבריאים בכלל. אדם יכול להמשיך בשגרת חייו, ואם התגלה אצלו סרטן מסוג כלשהו הוא פשוט ייקח את הטיפול החדשני הזה ולא יזדקק לסדרות של טיפולים במשך שנים.

"יותר מזה. ברגע שיהיה מספיק ניסיון ויהיה ברור שזה בטוח, נוכל להשתמש בזה כטיפול מונע. ניתן את זה לכל האוכלוסייה, כמו שמחסנים נגד שפעת כיום. המחשבים האלה ישוטטו במחזור הדם, וברגע שיראו התחלה של תהליך סרטני, הם יזהו אותו ויחסלו אותו".

אתה אומר דבר מהפכני. אדם יוכל להיות בשלבים ראשוניים של התפתחות תהליך סרטני, לקבל אבחון וטיפול, ולא לדעת בכלל שדבר כזה התרחש בגופו או שהוא היה בסיכון וניצל בעצם ממוות.

דוגמיות של צואה צבועה בהתאם למחלות שונותצילום: E. Chromi / מתוך אתר dai

"נכון, וזאת נקודה חשובה במיוחד, כי הרי מה עושה הרפואה כיום? כשמתפתחת מחלה אדם בא לרופא כשמתפתחים תסמינים, אחר כך מתחיל תהליך ממושך של אבחון ורק כשיודעים שזה אכן סרטן, ומאיזה סוג, מגיע שלב הטיפול עצמו. והעיכוב הוא למעשה כפול, כי קודם חולף זמן יקר מתחילת התהליך ועד שהאדם נעשה מודע לכך שיש בעיה, ואחר כך יש עיכוב נוסף בגלל האבחון.

"באמצעות הטכנולוגיה החדשה הזאת, לא רק שהאבחון מוקדם הרבה יותר – כי המחשב הביולוגי מזהה את התהליך הסרטני כבר כשהוא מתחיל, ולפני שיש סימפטומים חיצוניים כלשהם – אלא גם הטיפול הוא מיידי. המחשב משמיד את התא הסרטני בלי שהאדם בכלל יודע שהיה לו סרטן. חשוב מאוד לומר, אגב, שעדיין אין טיפול קיים. זו הבטחה רחוקה.

"בכלל, כל הגישה של הרפואה תצטרך להשתנות. אם ניקח למשל מחלה נפוצה כמו סוכרת. ברפואה הסטנדרטית מנסים לרפא תאי בטא בלבלב שלא מייצרים אינסולין, או לטפל במחלה באמצעות מתן זריקות אינסולין. הביולוגיה המלאכותית נוקטת גישה אחרת, שאפשר לקרוא לה מין תיקון 'אינסטלציה' של הגוף. מסתכלים על הגוף כעל מערכת לעיבוד מידע שאצל חולי סוכרת יש בה נקודת כשל: נכנס לגוף סוכר, והגוף אמור לזהות אותו ולהפריש אינסולין, אבל מסיבה כלשהי זה לא קורה.

"העבודות שיוצאות מהתחום שלנו לוקחות כנקודת מוצא את ההנחה שבמקום לרפא את זה אפשר לעקוף את זה, למשל באמצעות חיידק כמו אי־קולי שקיים בגוף שלנו ממילא. החיידק הזה יודע לזהות מתי סוכר נכנס לגוף, כי זה המזון שלו. אם כך, אנחנו יכולים לחבר לו גן שמייצר את החלבון שנקרא אינסולין ומפריש אותו החוצה, ולקבוע שהגן הזה יופעל כשהחיידק חש נוכחות של סוכר. בדרך הזאת אמנם לא נרפא את החולה – הגוף שלו עדיין לא יוכל לייצר אינסולין בעצמו – אבל כן נספק לו פתרון שמאפשר לו להתגבר על נקודת הכשל".

מדפסת די. אן. איי. מייצרת רצפים גנטיים לפי דרישהצילום: קרדיט : מתוך אתר ode

מה עוד קורה כיום בעולם בתחום הזה?

"יש פרויקטים מדהימים רבים שחלקם כבר עובדים, אף שהם עוד לא קיבלו אישור של ה־FDA ועוד לא יצאו לשוק. אחד מהם, למשל, הוא משקה פרוביוטי. המשקה הזה מכיל שישה זנים של חיידקים מהונדסים שכל אחד מהם זורח בצבע אחר, וכל אחד מהם משגשג ופורח תחת מחלה אחרת. אדם יכול לשתות את המשקה הזה, וכשהוא הולך לשירותים לראות לפי צבע הצואה שלו אם יש לו אחת מהמחלות שהמשקה יכול לזהות. כך גם ניתן לפתור מחלות מסוימות, כגון השמנת יתר, באמצעות מתן חיידקים. באחרונה החלו לגייס נבדקים עם השמנת יתר עבור ניסוי כזה.

מה שלא ברור בתהליך הוא ההתממשקות. איך יוצרים מהדבר הביולוגי הזה מכונה?

"יש כיום הרבה מעבדות שבונות די.אן.איי, ויש להן אתרי אינטרנט שאפשר פשוט להזמין מהם גדילי די.אן.איי עם רצפים ספציפיים לפי הצורך – למשל את הגן שממנו נוצר האינסולין, במעבדות האלה פועלות מדפסות רגילות למראה, רק שבמקום מחסניות דיו יש להן מחסניות מלאות בנוקליאוטידים – אבני הבניין שמהן מורכב הדי.אן.איי. אתה מגדיר את הרצף הדרוש לך באתר, שם בסל הקניות – ממש כמו באתר קניות רגיל – והמדפסת מדפיסה אותו, אות אחרי אות. למחרת מגיעה אליך מעטפה שבה מבחנה עם אבקה לבנה שהיא החומר הגנטי שהזמנת. הטבע בנה מכונות יעילות מאוד, עכשיו אנחנו צריכים לדעת להסתכל עליהן כמו על מגרש שעשועים גדול, ולגנוב לעצמנו את הכלים המיוחדים שלהן".

הטכנולוגיה הזו מפחידה. אפשר לחשוב על המון דברים איומים שניתן לעשות כך. אתה לא חושש ממה שעלול לקרות אם היכולות האלה יגיעו לידיים הלא נכונות?

"מאוד, ויש לזה עוד היבטים מדאיגים. תחשוב למשל שכיום אין שום בעיה להוריד מהאינטרנט כל מידע – כמו ספרים וסרטים. אין שום מניעה, תיאורטית, שמישהו ייכנס לאתר שמכיל רצפים גנטיים של אורגניזמים, יוריד ממנו את הרצף הגנטי של וירוס האבולה, למשל, ייגש איתו למדפסת די.אן.איי ויגרום למגפה. ולא רק טרוריסטים, גם אותו ילד שבשנות ה־70 בנה טרנזיסטורים בגראז' יכול כיום עקרונית לבנות וירוס. אני לא צופה שזה יקרה בשנים הקרובות, אבל מתישהו עלול להימצא הילד שזה ישעשע אותו.

"אני לא אוהב הכרזות של עתידנים, אבל כן, בעתיד כולנו נצטרך לקום כל בוקר ולעשות עדכון לעצמנו כדי להתגונן מדברים כאלה, בדיוק כמו אנטי־וירוס במחשב. מתישהו זה כנראה יקרה.

"הכיוונים המפחידים הם לא רק תרחישים של ארגוני טרור שמפיצים לוחמה ביולוגית. גם מדענים עם כוונות טובות עלולים לעשות דברים נוראיים. הנדסה גנטית – וספציפית, שכתוב גנטי ומניפולציות על גנים – זה התחום שהוא הכי חסר רגולציה בעולם כיום. יש פיקוח מסוים עליו במערב, אבל בסין, לעומת זאת, הפיקוח הרבה יותר פרוץ. אתה לא יודע לאן הדברים שאתה מפתח עלולים להגיע. אנשים מפחדים מטרוריסטים שידפיסו אקדחים במדפסות תלת־ממד. זה כלום, ראינו שטרוריסטים לא צריכים טכנולוגיה מתקדמת כדי לעשות רע, ולפעמים לא זקוקים ליותר מסכין יפנית כדי להכניס מטוס בבניין. אני מפחד מהגאונים עם הכוונות הטובות שעושים דברים משוגעים.

"נוהגים לצחוק על משה דיין, שכרמטכ"ל התנגד לפיתוח אחד המחשבים הראשונים של מכון ויצמן, ואכן עצר אותו תקופה מסוימת, כי הוא פחד שהמחשב יעשה דברים בלתי צפויים, ואפילו יכריז מלחמה על המדינה. עכשיו רואים בו פרנואיד ומתייחסים לסיפור כאל קוריוז, אבל אני חושב שהוא צדק. אנחנו לא רואים עדיין את הסוף ולא יודעים לאן אנחנו הולכים. לפעמים טוב להיות פרנואיד". 

תגובות

הזינו שם שיוצג באתר
משלוח תגובה מהווה הסכמה לתנאי השימוש של אתר TheMarker