פרס מארי קירי לד”ר שרית סיון מהטכניון על פיתוח תחליפי דיסק כפתרון אפשרי לבעיות גב

ד”ר שרית סיון מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון קיבלה את פרס מארי-קירי היוקרתי על עבודתה החדשנית בתחום של ביו-חומרים לשחזור פעילות של דיסקים בעמוד השדרה. הפרס הוענק לה במסגרת הכנס הבינלאומי People2012, והוא ניתן  ע”י האיחוד האירופאי במטרה לעודד מחקר וחדשנות בתחומים של בריאות וסביבה.

דיסקים בין-חולייתיים הם המפרקים של עמוד השדרה. הם נמצאים בין החוליות של עמוד השדרה ותפקידם העיקרי הוא ביומכני, שכן הם אחראיים על העברה וחלוקה של עומסים על עמוד השדרה ומאפשרים את התנועתיות שלו. הדיסק מורכב משני אזורים עיקריים, האנולוס –זוהי טבעת עבה של קולגן המקיפה ליבה המכונה נוקלאוס. מרכיבי הדיסק העיקריים כוללים חלבונים (הנקראים פרוטאוגליקנים), קולגן ומים. כאשר הדיסק מתחיל להתנוון, יש ירידה ברמת הפרוטאוגליקנים, המים והגובה של הדיסק – דבר הגורם לשינוי בחלוקת העומסים על הדיסק. ההתקרבות של החוליות וכן הכניסה של כלי דם ועצבים לתוך הדיסק מלווים בכאב, המחמיר עם התקדמות המחלה. הטיפולים המקובלים היום הם ניתוחיים, אך יעילותם לא מספקת במקרים רבים.

80% מהדיסקים המנוונים הם סימפטומטיים, כלומר – גורמים לכאב. כאבי גב הם בעיה קשה במדינות  מערביות מתועשות. 10% מהסובלים מן התופעה הופכים למוגבלים  באופן כרוני. ההנחה הרווחת שריפוי או שחזור פעילותם של דיסקים  ע”י השבת תפקודם הביומכני התקין תסייע במניעת כאבי גב והידדרות נוספת.

המאמצים הקיימים מתחלקים לריפוי ביולוגי וריפוי סינתטי. הריפוי הביולוגי מציע הזרקה של תאים ומעודדי גדילה לתוך הדיסק על מנת לעודד יצירה מחודשת של מרכיביו. גישה זו היא בעייתית שכן, עם התנוונות הדיסק, דרכי הגישה של מזון אל התאים ופסולת מהתאים נחסמת בשל תהליכי הסתיידות במבנה הדיסק ולכן תאים אלה יתקשו לשרוד. הגישה השנייה היא סינתטית, לא ביולוגית. המחשבה שעומדת בבסיסה הוא חיקוי תכונותיו הביומכניות של הדיסק ע”י חומרים סינתטיים הדומים לאלו הקיימים בדיסק. תחליפי הדיסק הקיימים היום כוללים תחליפים קשיחים המצריכים ניתוח לשם הכנסתם ויעילותם  מוטלת בספק. ישנם גם חומים רכים הנמצאים בפיתוח, אולם הכנסתם דורשת חתך באנולוס, דבר שגורם לפריצתם החוצה תחת עמיסה ממושכת.

במסגרת מילגת המחקר האירופאית על שם מארי קירי, פיתחה ד”ר סיון במהלך שהותה באוניברסיטת אוקספורד, חומרים פולימריים סינתטיים כתחליף לנוקלאוס של דיסקים בעמוד השדרה.

חומרים אלה דומים בתכונותיהם הכימיות לפרוטאוגליקנים שבדיסק ולכן רגישים לשינויים בעומסים בדומה לרקמת הדיסק. החומרים ניתנים להזרקה ולכן אינם מצריכים פעילות כירורגית ומשתלבים באופן טבעי לאחר מספר דקות בתוך הדיסק. חומרים אלה תואמים ביולוגית ומתוכננים כך שלא יעברו פירוק עם הזמן. המחר שבוצע מראה שחומרים אלה דומים בתכונותיהם לרקמה הטבעית של הדיסק מבחינת התגובה לעומסים שונים.

בשלב הבא מתכוונים החוקרים להשרות ניוון בדיסקים  של חיות מעבדה בעזרת מערכת מודל שפיתחו, לאתר את הדיסקים הכואבים באמצעים קיימים ולהזריק את החומרים החליפיים לדיסקים אלה. הצלחה תימדד ביכולתם של חומרים אלה לחקות את תפקודו הפיזיולוגי של הדיסק בתוך החיה תחת עומסים פיזיולוגיים שונים. כמו כן, תיבדק יכולתו של הדיסק החליפי במניעת ההידרדות, ולא פחות חשוב ביכולתו להפחית את כאבי הגב.

בתמונה: ד”ר שרית סיון