מאז פרסום המאמר המדעי שלו, שהעניק תקווה לנכים רבים, עיתונאים וחולים משותקים מממשיכים לנסות לטלפן לפרופ' טל דביר ממרכז סגול לביוטכנולוגיה רגנרטיבית באוניברסיטת תל־אביב. הם מבקשים לשמוע עוד על פריצת הדרך המדעית שראתה אור לפני מספר שבועות בכתב העת היוקרתי Advanced Science. לפי תוצאות המחקר, בפעם הראשונה בעולם הצליחו חוקרים להנדס חוט שדרה אנושי תלת־ממדי ולהשתיל אותו בחיות מודל שסבלו משיתוק כרוני. ייתכן שפריצת הדרך הזו תאפשר בהמשך לאנשים משותקים לחזור ולעמוד על רגליהם.
"קיבלתי עשרות שיחות מאנשים משותקים, חלקם ממש צעירים וחלקם הורים לילדים קטנים, שביקשו להיות בקבוצת הניסוי הראשונה של ההשתלה בבני אדם", מספר פרופ' דביר. "הגיעו אלינו בשבועיים האחרונים כ־600 מכתבים מרחבי העולם, ואנחנו עונים לכל אחד ואחד מהם. אני שומע את הסיפורים קורעי הלב ומסביר שזה ייקח עוד קצת זמן עד שנגיע לניסויים קליניים ונחצה בהצלחה את כל האישורים הנדרשים ממנהל המזון והתרופות האמריקני, ה־FDA. אני מבקש שאנשים יתעדכנו בהמשך, אבל כרגע הפניות שלהם לצערי פשוט לא רלוונטיות".
בכל שנה כ־45 אלף איש ברחבי העולם (כ־250 איש בישראל), הופכים לנכים בעקבות פגיעה בעמוד השדרה. מעבדות מדעיות ברחבי העולם מנסות למצוא פתרונות שיחזירו למשותקים את יכולות ההליכה, העמידה והשליטה בסוגרים, ואפילו רק את היכולת להזיז את גפיהם. ההנחה היא כי בעבור הסובלים משיתוק בכל איבריהם כתוצאה מפגיעה בחוט השדרה – המוליך העצבי מהמוח לאיברי הגוף, אפילו החזרת היכולת לקרב את כף ידם לפנים כדי לגרש זבוב טורדני עשויה להיות בעלת משמעות.
"הרעיון הוא לנקות את הרקמה הפגועה בעמוד השדרה, להוציא אותה ולהחליף אותה ברקמה שהנדסנו במעבדה", מתאר פרופ' דביר, מוביל קבוצת המחקר. "זה נשמע אולי פשוט, אבל זו לא פעולה קלה, ועד לאחרונה היא נחשבה בלתי מציאותית. הטכנולוגיה מתבססת על לקיחת ביופסיה קטנה של רקמת שומן בטני מהמטופל. כמו כל רקמה בגוף שלנו, היא מורכבת מהתאים ומהחומר החוץ־תאי. הפרדנו את התאים מהחומר החוץ־תאי, ובהנדסה גנטית החזרנו את התאים למצב הדומה לתאי גזע עובריים – כלומר, תאים שיכולים לאחר הכוונה מדויקת להפוך לכל סוגי התאים בגוף. במקביל, ייצרנו מהחומר החוץ־תאי ג'ל מותאם אישית לחולה, כדי לא לעורר תגובה חיסונית ודחייה של השתל לאחר ההשתלה. את תאי הגזע הכנסנו לתוך הג'ל, ובתהליך שמחקה את ההתפתחות העוברית של חוט שדרה הפכנו את התאים לשתלים תלת־ממדיים של רשתות עצביות המכילות תאי עצב מוטוריים".
את שתלי חוטי השדרה האנושיים השתילו החוקרים בשתי קבוצות: עכברי מודל שסבלו משיתוק זמן קצר יחסית (המודל האקוטי), וכאלה שסובלים משיתוק ממושך, זמן המקביל לשנה שלמה בחיי אדם (המודל הכרוני). לאחר ההשתלה, 100 אחוז מהעכברים שסבלו משיתוק אקוטי ו־80 אחוז מהעכברים שסבלו משיתוק כרוני שבו ללכת.
קבוצת המחקר הבין־תחומית של פרופ' דביר מתמקדת בפיתוח טכנולוגיות המתבססות על חומרים מתקדמים ותאי גזע, כדי להנדס ולשקם רקמות ואיברים פגועים באמצעות מדפסת תלת־ממד. החוקרים בוחנים גישות וחומרים המשפיעים על התמיינות תאי הגזע והתארגנות התאים לרקמות מתפקדות, כגון הלב, המוח, חוט השדרה, העיניים והמעיים. בין הטכנולוגיות שמפתחים בקבוצת המחקר אפשר למצוא הדפסה תלת־ממדית של רקמות ואיברים, הנדסת רקמות משולבות אלקטרוניקה, ופיתוח שתלים וחומרים המותאמים אישית לחולה. על פיתוח רקמת חוט שדרה עובדים בקבוצה כבר חמש שנים, "מתוך ראייה של הצורך הזה של אנשים משותקים ברקמה קטנה שתעביר את האות החשמלי".
בשנת 2019 הצליחו להדפיס לב אדם שאפשר לשלב בו מערכת אלקטרונית לתיקון בעיות ולהפריש תרופות במידת הצורך. הלב החי שהצליחו להדפיס אז כולל רקמת שריר מתכווצת, וכלי דם המקשרים בין התאים. הדפסת הלב בטכנולוגיה הזו נמשכת כשלוש שעות, אולם הדפסה של לב בגודל מלא תימשך כנראה יום שלם. ההכנות להדפסת הלב נמשכות כחודש ימים מרגע לקיחת הרקמות מהחולה. אחד היתרונות הגדולים בשיטה הוא שכל חומרי הגלם מגיעים מתאי שומן שנלקחו מהחולה עצמו, כך שאין תופעה של דחייה. הניסוי והפיתוח של הלב האנושי נמצא כעת בשלבי מחקר נוספים.
אתגר מהפכני שעובדים עליו במעבדת המחקר של האוניברסיטה בתל-אביב ובחברת הסטארטאפ מטריסלף, שנוסדה ב־2019 ובראשה עומד פרופ' דביר, הוא ייצור כליות שיחליפו את הצורך בהשתלה מן החי. "בכל שנה יש יותר ויותר צורך בהשתלת כליות ומעבדות נוספות מנסות למצוא פתרון לכך. לכל אחד מהאיברים שמנסים היום לפתח יש את האתגרים שלו. לדוגמה, בשיתוף פעולה עם פרופ' בני דקל מבית החולים תל־השומר, אנחנו מדפיסים חתיכת רקמה של כליה קטנה, ומנסים להגיע למשהו גדול יותר. אורך של כליה הוא כ־10 ס"מ, והיא מורכבת מאוד מבחינת המבנה הפנימי. אנחנו לא חושבים מיד על הדפסת כליה שלמה אלא הולכים צעד אחר צעד. בסופו של דבר, כשהציבור או העיתונאים רואים את התוצאה הגמורה, היא מספרת על צעדים קטנים והתקדמות איטית. אנחנו בתחילת הדרך, אבל מקווים להגיע למשהו מהותי".
פרופ' דביר (47) מתגורר ביישוב להבים, נשוי ואב לשלושה. "אשתי מהדרום, למדתי בדרום ואני אוהב את הדרום. זה מרחק של שעה ורבע נסיעה ברכבת מהבית לאוניברסיטה", הוא מגיב לתהייתי על כך שאינו גר במרכז הארץ, כמו מדענים מובילים רבים. הוא שירת בסיירת צנחנים, סיים את שירותו הצבאי בגיל מבוגר יחסית, והחל ללמוד הנדסת ביוטכנולוגיה באוניברסיטת בן־גוריון.
כבר בתחילת הלימודים מצא את עצמו מבלה שעות וימים בחקר הנדסת איברים. אחרי הדוקטורט התקבל למעבדה היוקרתית של פרופ' בוב לנגר, המדען הנחשב בעולם בתחום האימונולוגיה, שנמנה היום עם צוות המייסדים של חברת התרופות מודרנה. לפני כעשור חזר דביר מארה"ב לישראל, ואוניברסיטת תל־אביב קלטה אותו בשורותיה והקימה למענו מעבדה מיוחדת להגשים בה את חלומותיו.
בשנתיים האחרונות, כשמעבדות ברחבי העולם נסגרו לחודשים ארוכים בשל התפרצות הקורונה, במעבדות הישראליות המשיכו לעבוד גם בזמן הסגרים.
"אני חושב שאנחנו מעצמה בלהיות יצירתיים", אומר דביר. "יש הרבה מעבדות בארץ שלוקחות טכנולוגיות לקצה. אנחנו עדיין מתחרים במעבדות גדולות מאוד בארה"ב עם תקציבים גבוהים הרבה יותר, אבל אני מאמין שאנחנו עושים את זה בארץ בצורה יפה מאוד. אני בטוח שבעשור הקרוב מדפסות ידפיסו איברים. התחום הזה מתפתח ומוביל ואין לי ספק שזה יקרה ונראה את זה בעתיד".
ביום שלישי שעבר, לאחר שהמאמר פורסם, הוא שב למעבדה שלו והמשיך בניסויים כבכל יום. "מבחינתנו דבר לא השתנה. את המאמר הגשנו לפני כמה חודשים, ומאז אנחנו ממשיכים בכל הכוח בניסויים כדי לקדם את אישור הרגולציה לניסויים קליניים בבני אדם במסגרת מטריסלף. אני מקווה שבתוך שנתיים וחצי נוכל להיות שם".
פרופ' דביר מעריך שהרגולציה אמורה להיות פשוטה יחסית: "אנשים משותקים במאה אחוז, אתה לא יכול לפגוע בהם יותר – לעומת חולים במחלות אחרות בלב או בכליות, איברים שגם כשהם לא עובדים כמו שצריך עדיין יכולים להתדרדר. התקווה היא שהאישורים יגיעו במהרה כי אין חלופה אחרת לאנשים המשותקים.
"במחקר ראינו שהרקמות האנושיות שהושתלו בחיות המודל הביאו לשיקום מהיר. המטרה שלנו היא לייצר שתלי חוט שדרה מותאמים אישית לכל משותק ומשותקת, להשתיל אותם, ולגרום לשיקום הרקמה הפגועה ללא חשש מדחייה. יום אחד, בעתיד הלא רחוק, נשב ונחשוב מהם הקריטריונים ומי מתאים לניסויים הראשוניים האלו. אני מעריך שבשלב הראשון נידרש לחמישה עד עשרה אנשים שישתתפו בניסוי ההשתלה. עוד לא חשבנו על הקריטריונים לבחירתם. השאיפה היא שבתוך ארבע שנים נגיע ליכולת טיפול המוני, כמובן בהתאם לתוצאות הניסויים הקליניים. לא יהיה מאושר ממני".
