זו עשויה להיות שעתו הגדולה של עולם המדע, אליו נישאות העיניים. בעוד צוותי הבריאות מחרפים נפשם בהתמודדות עם מספרם ההולך וגדל של החולים, הציפייה הציבורית מהמדענים היא להכניע את הנגיף ומהר, לפני שהגרפים המטפסים מעלה יצאו משליטה. יריית הפתיחה למרוץ המחקרי פילחה את האוויר עוד כשהקורונה תחמה את עצמה לגבולות סין; מרגע שהפכה המחלה לצרתה של האנושות, הצטרפו עוד מעבדות רבות ברחבי העולם למאמץ הגלובלי למציאת חיסון או תרופה, כשבינתיים השעון לא מפסיק לתקתק.
האם נספיק לנצח את הנגיף? אני שואלת את פרופ' שולמית לבנברג, דיקנית הפקולטה להנדסה ביו־רפואית בטכניון ומדענית בעלת שם עולמי בתחום הנדסת הרקמות. "אני חושבת שאם מאפשרים למדענים לעבוד בכל הכוח, ומספקים להם את האמצעים הדרושים בכל החזיתות – מהלכים שבדרך כלל אורכים זמן יוכלו לנוע בקצב הרבה יותר מהיר", היא אומרת. "רשות החדשנות הוציאה 'קולות קוראים' לחברות ולחוקרים על מנת שיסיטו את המחקרים שלהם לתחום הקורונה וידחפו אותם קדימה. הקרן הלאומית למדע ומשרד המדע מגויסים לעשייה בנושא הזה. כולם מבינים שהמפתח מצוי בידי המדענים. אז בהחלט כן, אני מאמינה שמתוך המעבדות עשוי לצמוח הפתרון כבר בתקופה הקרובה".
אבחון הנגיף נעשה רק כאשר יש תסמינים, אחרי שהנשא הסתובב כמה ימים במרחב הציבורי. טכנולוגיה שפיתח פרופ' ראמז דניאל תאפשר לכל אחד לקחת בעצמו דגימה, להכניס את המטוש למכשיר קטנטן ולקבל מענה. "הפיתוח המדהים הזה מזהה את המבנה הגנטי של הנגיף, ואפשר לחלקו לכל האוכלוסייה", מתלהבת לבנברג
ומה לגבי הרגולציה? לה הרי יש קצב משלה, והדרך לאישור תרופה או חיסון היא מרובת תחנות.
"גם הרגולציה עושה אדפטציה למצב הנוכחי, ותהליכים מזורזים כי זה צורך השעה. אי אפשר לחכות עכשיו לניסויים הדרגתיים בקצב הרגיל, חייבים להתחיל לנסות על חולי קורונה את התרופות והפיתוחים שיוצאים מהמעבדות, כי יש ביניהם שנמצאים בסכנת חיים".
אנשים שואלים את עצמם איך זה שאנחנו לא משתלטים על נגיף קטן. קרוב המשפחה שלו, הסארס, הרי כבר מוכר למדע, הידע הווירולוגי מתקדם, למה זה כל כך מסובך?
"כיוון שבאופן כללי קשה לנו להילחם בווירוסים. למלחמה בחיידקים עומדת לרשותנו האנטיביוטיקה, ואילו למלחמה נגד וירוסים ייצרנו עד כה חיסונים, ועד שלא יימצא חיסון ספציפי נגד קורונה – תהיה לנו בעיה. אנחנו עומדים קצת חסרי אונים מול מגפות ויראליות, ובטח מול וירוסים שמשתנים כל הזמן וקשה לייצר נגדם חיסון. כרגע יש בידינו תרופות שמפחיתות את הכשל הריאתי שמתרחש אצל חולי קורונה, ויש תרופות אנטי־דלקתיות ואחרות שיכולות לעזור לגוף לחזק את המערכת החיסונית או להחליש את התופעות שגורם הווירוס. אני מניחה ומאמינה שנמצא גם חיסון לווירוס עצמו".
בינתיים מתגאה לבנברג בתרומת הפקולטה שלה למאבק נגד הקורונה. "ההתגייסות מדהימה, אני חייבת לומר. רבים מהחוקרים הסיטו פרויקטים רלוונטיים לטובת נושא הקורונה. יש אצלנו למשל עבודה חשובה מאוד של פרופ' ג'וזואה שניטמן, שעובד כבר שנים על טכנולוגיה חדשנית של הובלת תרופות לריאות וטיפול בכשל ריאתי (ARDS). הכשל גורם לפגיעה בציפוי של הריאה, ובמעבדה של פרופ' שניטמן פיתחו מעין קצף שמוסע אליה, מצפה אותה באופן אחיד, וכך למעשה מחזיר אותה לפעולה. כיוון שהתמותה של חולי קורונה נובעת בעיקר מכשל ריאתי, הפרויקט הזה יכול לשחק תפקיד חשוב בטיפול בהם. החומרים כבר ישנם, יכולת ההסעה קיימת, וכעת עובדים בשיא המרץ כדי שנוכל לדחוף את הפיתוח הזה לשימוש קליני כמה שיותר מהר".
פרויקט מעניין אחר שעליו מספרת לבנברג קשור באבחון הקורונה. נכון להיום, האבחון נעשה בדרך כלל כאשר יש תסמינים, כלומר אחרי שהנשא הסתובב כמה ימים במרחב הציבורי וסיכן את הזולת בלא יודעין. גם מתן התוצאה של הבדיקה אורך זמן. טכנולוגיה שפותחה במעבדתו של פרופ' ראמז דניאל תאפשר לכל אחד לקחת בעצמו דגימה בעזרת מטוש, להכניס אותו למכשיר קטנטן, ובתוך זמן קצר לקבל מענה – שלילי או חיובי. "פרופ' דניאל הוא מומחה בביולוגיה סינתטית, תחום שעוסק בעיצוב ובנייה של מערכות ביולוגיות למטרות שימושיות. הפיתוח המדהים הזה מתבסס על מתקן ביולוגי קטן ומתוחכם שמזהה את המבנה הגנטי של הנגיף, ומתחבר למערכת אלקטרונית שמדווחת על התוצאה. הסנסור זול, ההפעלה שלו לא דורשת כל מיומנות, ולכן ניתן לחלקו לכל האוכלוסייה לשימוש בבית או בעבודה", מתלהבת לבנברג.
גילוי הנוגדנים בשלב מוקדם ככל האפשר, נמצא גם הוא על הכוונת של הפקולטה. קיומם של נוגדנים לנגיף מלמד שהגוף נלחם בווירוס – ומכאן שהנבדק חולה, או שהיה חולה ונרפא. בשבוע שעבר התבשרנו כי אנשי מד"א החלו לאסוף מנות דם ממחלימי הקורונה, במטרה לתת עירוי לחולים שנאבקים בנגיף, וכך להעניק להם "חיסון פסיבי". הבעיה היא שלבדיקות הקיימות כיום יש רגישות נמוכה, והן מסוגלות לזהות רק ריכוז גבוה של נוגדנים, כזה שנוצר כמה ימים אחרי ההידבקות. "במעבדה של פרופ' יואב שכטמן עובדים על שיטות לזיהוי מולקולות בודדות", מספרת לבנברג. "הדבר יאפשר גילוי מוקדם מאוד של הווירוס או של הנוגדנים בריכוזים נמוכים ביותר, וגם לתת תוצאה בתוך דקות ספורות".
"קורה שאני עוצרת וחושבת לעצמי 'וואו, אני האישה היחידה כאן בחדר' – סתם כי אני פתאום מבחינה בכך, ולא כי זה השפיע עליי באיזושהי צורה. פחות נשים יוצאות לפוסט־דוקטורט, וזה מצמצם את אפשרויות הקליטה באקדמיה. צריך לחשוב איך לעזור לזה לקרות, כי זו תקופה משמעותית מאוד בהתפתחות המדעית"
בישול מולקולרי
למאמץ המלחמתי נרתמה גם מעבדתה של לבנברג עצמה, העוסקת כאמור בהנדסת רקמות – תחום שבו יוצרים רקמות חיות מחוץ לגוף. "יש לנו מדפסות תלת־ממד 'קונבנציונליות', שבעזרתן אנחנו בונים תבניות ופיגומים לעבודה שלנו, ויש גם מדפסות תלת־ממד ביולוגיות, שיכולות להדפיס תאים וחומרים ביולוגיים מיוחדים. בשל מצב החירום, המדפסות משמשות כעת לייצור פריטים חיוניים כמו מסכות מגן לרופאים. סטודנטים לקחו הביתה מדפסות, והם דואגים להדפיס מה שצריך. אני ממש רואה סביבי איך כל מדען מגייס את הכלים שיש לו. זה צו השעה".
כמו רבים מאיתנו, גם לבנברג מתמודדת עם האתגר של עבודה מהבית: הנחיות הטכניון משאירות אותה מסוגרת בביתה, ביישוב הקהילתי־דתי מורשת שבגליל התחתון. בימים כתקנם הייתי מסתובבת איתה במעבדתה וצופה ברקמות בהתהוות, אבל כעת שיחתנו מתקיימת מבעד לשפופרת. "הטכניון עובד במתכונת חירום. רוב המחקר במעבדות הופסק – למעט אלה שפועלות למיגור הקורונה – וכל השאר מתנהל בשלט רחוק. ההוראה מקוונת – התרגולים, ההרצאות. השינוי קרה כל כך מהר, ובסך הכול זה עובד יפה, עם שיתוף פעולה הדוק של הסטודנטים. אבל המצב בהחלט מאתגר, אין מה לומר. כמדענים, קשה לנו לא לעבוד מהמעבדה. אנחנו נדרשים לעשות הכול מהבית, וכשמדובר במעבדות 'רטובות', זה די בעייתי".
ולכך מצטרפים גם הילדים שבבית, ללא מסגרת חינוכית.
"יש בזה גם הרבה חן", אומרת לבנברג, אם לשישה. "הילדים מסתדרים ועצמאיים, כל אחד עם המסגרת שלו והלמידה מרחוק שלו. לא זו הבעיה. הבעיה היא העומס, יש המון דברים לטפל בהם, ואני מרגישה שאני עובדת קשה יותר בהשוואה לימים רגילים. הכול יותר אינטנסיבי, זו המילה".
ואם באינטנסיביות עסקינן, יום קודם לריאיון התפרסם בכתב־העת Nature Food מאמר חשוב שעליו חתומה לבנברג, ובו הוצגה פריצת דרך משמעותית בייצור "בשר מתורבת" במעבדה. יתרונותיו של בשר כזה הינם ברורים: הוא מייתר את גידול עדרי הבקר, את שחיטתם לצורך אכילה ואת המחיר האקולוגי המופקע שגובה התעשייה הזו. אב־טיפוס להמבורגר בקר יציר־מעבדה הופיע כבר בשנת 2013 בהולנד, אך לבנברג פיתחה טכנולוגיות חדשות בתחום, וייסדה את Aleph Farms – החברה הראשונה שהצליחה ליצור סטייק על בסיס הפיתוח שלה.
לפחות לפי הפרסום, המוצר החדש דומה במרקמו ובטעמו לנתח הבקר שאנחנו מכירים. גם בעידן הקורונה מצאה העיתונות הזרה זמן להרים טלפון ליישוב הגלילי. ביום שיחתנו התראיינה לבנברג לכלי תקשורת מגרמניה, מהודו ומאנגליה. נגיף נגיף, אבל בשורות טובות לגבי סטייקים הם תמיד מוכנים לשמוע.
למיטב זיכרוני, ההמבורגר המתורבת הראשון היה ערב לכותרות אבל קצת פחות לחיך. אחת הטועמות אז אמרה שהוא רק "דומה לבשר". הצלחתם להשיג תוצאות טובות יותר בהיבט הזה?
"מהעבודות הרפואיות שלנו אנחנו יודעים שכדי לייצר מרקם שדומה למקור החי, צריך כמה סוגי תאים. כך בעצם עובד הטבע. סטייק הבקר שאנחנו כל כך אוהבים מורכב מתאי שריר, אבל לא רק מהם. ישנם גם תאים נוספים וחומר בין־תאי שנקרא מטריקס, וכל אלה ביחד מעניקים לבשר את הטעם והטקסטורה. בהתאם לכך, אחד המאפיינים הייחודיים לעבודה שלנו הוא השימוש בכמה סוגי תאים. כשאנחנו מעניקים לתאי השריר את הסביבה התאית שלהם, אנו מקבלים את ה'תיבול' הרצוי ואת הטקסטורה הנכונה. נתחי הבשר עברו כבר מבחני טעימה, והטועמים מצאו דמיון רב לסטייקים מהפרה".
פלא מהלך
לבנברג, 50, נולדה בזיכרון־יעקב. היא למדה באולפנת כפר־פינס ועשתה שירות לאומי כמדריכת טיולים בחברה להגנת הטבע – "תקופה שחיזקה מאוד את האהבה שלי לטבע ולסביבה". אחר כך למדה לתואר ראשון בביולוגיה באוניברסיטה העברית, והמשיכה למסלול ישיר לדוקטורט במכון ויצמן. עם בעל ושלושה ילדים היא נסעה לפוסט־דוקטורט במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT), במעבדתו של פרופ' רוברט לנגר, ושם הגיעה להישג חשוב בתחום הנדסת רקמות. בתקופת שהותה בארה"ב גם נולדה בתה הרביעית. "השנים האלה היו חוויה מדהימה לי ולמשפחה שלי. למדנו שם כל כך הרבה", היא מספרת. כששבה לארץ הצטרפה לסגל הטכניון, ובשנת השבתון שימשה כפרופסור־אורח באוניברסיטת הרווארד.
הנשים הן מיעוט בסגל האקדמי הבכיר; סטטיסטית, זה עולם גברי מאוד. הרגשת פעם את ההתנגשות בתקרת הזכוכית?
"האמת – ממש לא. קורה לפעמים שאני עוצרת וחושבת לעצמי 'וואו, אני האישה היחידה כאן בחדר', סתם כי אני פתאום מבחינה בכך, ולא כי זה השפיע עליי באיזושהי צורה. חבל שיש מעט מאוד נשים בעמדות בכירות. כדי להיכנס לסגל הבכיר את צריכה לנסוע לפוסט־דוקטורט בחו"ל, כי חשוב לראות ולחוות את המדע הבינלאומי, ואנחנו רואים שפחות נשים יוצאות לפוסט. זה מצמצם את אפשרויות הקליטה באקדמיה. צריך לחשוב איך לעזור לזה לקרות, כי הנסיעה הזו היא תקופה משמעותית מאוד בהתפתחות המדעית".
"המפתח מצוי בידי המדענים". מתחם בדיקות לגילוי קורונה "הטכניון עובד במתכונת חירום. רוב המחקר במעבדות הופסק, וכל השאר מתנהל בשלט רחוק. ההוראה מקוונת, ובסך הכול זה עובד יפה, אבל המצב בהחלט מאתגר. כמדענים, קשה לנו לא לעבוד מהמעבדה. אנחנו נדרשים לעשות הכול מהבית, וכשמדובר במעבדות רטובות, זה די בעייתי"
על ראשה של לבנברג מונחים כיום כובעים רבים: דיקנית פקולטה בטכניון, ראש המרכז להנדסה והדפסה של איברים הפועל באותו מוסד אקדמי, ומדענית ראשית של שתי חברות – Aleph Farms הנזכרת לעיל ו"ננוסינקס" שעובדת על התקן מהיר להתאמת אנטיביוטיקה לחיידקים. במהלך השנים צברה לבנברג שורה ארוכה של פרסים ואותות כבוד, כמו פרס קריל על הצטיינות במחקר מדעי, שהוענק לה ב־2006. באותה שנה גם נבחרה על ידי המגזין "סיינטיפיק אמריקן" כאחת מחמישים המדענים המובילים בעולם. שנתיים אחר כך הוזמנה יחד עם חוקר נוסף מהטכניון להגיע לארמון האליזה, כדי לקבל מהנשיא ניקולא סרקוזי פרס הצטיינות יוקרתי של קרן ישראל־צרפת. ב־2018 זכתה בפרס רפפורט להצטיינות במחקר ביו־רפואי, ובשנה שעברה הצטרף אליו פרס ברונו המוענק על ידי "קרן נדיב" לחוקרים מבטיחים. על שורת התארים האלה נראה שלבנברג פחות ששה לדבר: "העיקר זו העשייה המדעית", היא אומרת.
מחקריה עוסקים ביצירת רקמות, וכדי לסבר את האוזן נאמר שרקמה היא מצבור של תאים שמתארגנים בצורה מסוימת ויש להם תפקוד מסוים – כמו עור, שריר, סחוס או שומן – וכמאמר השיר, כולנו רקמה אנושית אחת חיה. רפרוף על מחקרי העבר של לבנברג מלמד כמה התחום הזה רחב ומגוון – החל מסטייק על הצלחת וכלה בהשתלת עור או שריר בגוף האדם. כיום, אם רקמה נפגעת בשל פציעה או מחלה, נהוג בדרך כלל לקחת רקמה מתאימה ממקום אחר בגוף המטופל או מגופו של תורם, ולהשתילה באזור הזקוק לכך. הנדוס רקמות נועד לחסוך את הפגיעה במקום בריא, ולייצר תחליפים במעבדה.
חומרי הגלם של הרקמה המהונדסת הם תאי גזע, כלומר תאים שעוד לא החליטו סופית לאיזו רקמה הם משתייכים, ולכן ניתן להתאים אותם לצרכים הרצויים. כדי לגדל תאים בגודל ננו־מטרי שאמורים להתחבר יחדיו לרקמה שלמה, יש צורך בפיגום, שלד שעל גביו יתגבשו למבנה תלת־ממדי. במחקר החדש של הסטייק המתורבת הופיע חידוש פרי מוחם של פרופ' לבנברג והסטודנט תום בן־אריה: פיגום עשוי חלבוני סויה, חלבונים זמינים וזולים שמאפשרים לייצר נתחי בקר בכל גודל.
עם כל הכבוד לקולינריה, לבנברג הדהימה את העולם המדעי בזכות היבט אחר של מחקריה. בשנת 2017 פורסם כי היא ועמיתיה הצליחו לגרום לחולדות משותקות, בעלות חוט שדרה פגוע, לשוב וללכת על רגליהן. המחקר הזה העניק תקווה גדולה לבני אדם המרותקים לכיסאות גלגלים. "האתגר הוא מערכת העצבים", מסבירה לבנברג. "אם יש לאדם או לבעל חיים קרע בחוט השדרה, אנחנו צריכים ליצור מחדש חיבורים למוח כדי שיוכל להפעיל את השרירים ואת הגוף. החיבורים של מערכת העצבים הם מורכבים מאוד, ובעבר חשבו שבכלל לא יכולה להיות רגנרציה (גידול מחדש) שלהם. היום אנחנו יודעים שכן, אפשר להעביר את המסרים העצביים מחדש, אבל קשה מאוד לגרום לזה להתרחש בצורה הנכונה שתביא לתפקוד הנכון. לכן התפעלנו והתרגשנו ולא האמנו למה שראינו במהלך המחקר הזה. השתלנו רקמה מהונדסת באזור הפגוע בעמוד השדרה של החולדות, ופתאום את רואה אותן מתחילות ללכת בצורה דומה מאוד להליכה נורמלית. זה באמת היה מדהים.
"המעבר לתיקון חוט שדרה אנושי אינו פשוט, כי מדובר באזור נרחב בהרבה – לא כמה מילימטרים כמו אצל החולדות, אלא כמה סנטימטרים. ההתאחות צריכה להיות גדולה יותר באופן משמעותי, ואני מקווה שנצליח לעמוד במשימה. באופן כללי, מי שעוסק בהנדסת רקמות ורוצה להגיע ליישום קליני בבני אדם, צריך להצליח ליצור רקמות גדולות יותר שמותאמות בדיוק לאזור הפגיעה. לזה משמשות מדפסות התלת־ממד, שמאפשרות לנו ליצור מבנים מורכבים".
מרפא ללב שבור
אחת המשוכות שעומדות בפני החוקרים היא השילוב של הרקמה המהונדסת בתוך מערכות הכבישים המסועפות שבגוף – רשת כלי הדם או רשת העצבים. אם אדם סובל משבר חמור ברגל, או אם מסה גדולה של שריר הוסרה בגלל נגע סרטני, הרקמה שתושתל צריכה ללמוד לעשות את פעולתה של הרקמה החסרה. במחקר חשוב שהתחיל עוד בתקופת הפוסט־דוקטורט ונמשך בישראל, גידלה לבנברג רקמת שריר יחד עם רשת כלי דם, ואז השתילה אותה בשלושה מקומות שונים בגופם של עכברים וחולדות. הניסוי רשם הישג עצום, כאשר כלי הדם השתלבו ברשת שסביבם. "זה היה אחד החידושים שתרמנו לתחום: הכנסת רשתות של כלי דם לתוך רקמה מהונדסת. בהשתלה של שריר הבטן בעכברים הראינו שהשרירים חזרו לעבוד ונוצר חיבור בין הרשתות, כלומר כלי הדם בגופו של העכבר נכנסו לרקמה החדשה והזינו אותה בצורה יעילה".
בשנת 2007 עבדה לבנברג יחד עם שותפים על יצירת מעין טלאי ללב פגוע, רקמת לב שתדע לעשות את עבודתו – להתכווץ ולהתרחב. גם שם הייתה חשיבות רבה לרשת כלי הדם המהונדסת, שמאפשרת את הזנת הרקמה במקומה החדש.
אפשר כבר לדבר על הדפסת איברים שלמים והשתלתם?
"היכולת ליצור איבר שלם עוד רחוקה, ויש אתגרים רבים לפנינו בדרך לשם, אבל אני מאמינה שבעתיד נשיג את הכלים הדרושים. שלב אחד קודם הוא כאמור להתמודד עם יצירת רקמה שתתאים להשתלה בבני אדם. זו צריכה להיות רקמה מורכבת וגדולה, שתקבל חומרי מזון וחמצן כך שאפשר יהיה לגדל אותה במעבדה והיא תמשיך לתפקד לאחר ההשתלה. אני מאמינה שנגיע גם לשם".
לקראת סיום, נחזור רגע לקורונה: איך לדעתך יסתיים המשבר הזה, ובאיזה מחיר?
"אני אופטימית, אבל אני באמת לא מרגישה מומחית מספיק לתחום. אני לא אפידמיולוגית ולא וירולוגית או מתמטיקאית שיכולה לתת צפי לגבי מה שהולך לקרות. בסוף יימצא חיסון, אבל כרגע חשוב שיהיו אמצעים לטפל בחולים הקשים, וגם בעניין הזה למדע יש מה להציע".
לתגובות: dyokan@makorrishon.co.il
