הצלחה ראשונה בניבוי גרורות על סמך בדיקה חדשנית ומהירה

פרופ’ דפנה ויס, חברת סגל בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון, מציגה הצלחה ראשונה באבחון מוקדם ומהיר של סרטן ובניבוי התפתחות גרורות על סמך טכנולוגיה מקורית שפיתחה בשנים האחרונות. לדבריה “הטכנולוגיה שפיתחתי תאפשר לצוות הרפואי לבדוק, כבר במהלך הניתוח או מיד אחריו, את הסבירות להימצאות גרורות של הגידול באיברים אחרים. זאת הפעם הראשונה שהטכנולוגיה נבדקת על רקמות שנלקחו מגידולים סרטניים, ואני מקווה שהתוצאות המוצלחות יאיצו את תרגומה לשימושים קליניים.”

סרטן הוא שם כולל למשפחה רחבה של מאות מחלות בעלות מכנה משותף אחד – שיבוש מנגנוני הבקרה האחראים על קצב חלוקת התאים. המנגנון הסרטני ממיר את חלוקת התאים התקינה, החיונית לקיומו של האורגניזם, בחלוקה מהירה, פרועה ובלתי נשלטת. מאחר שתאים אלה, בניגוד לתאים בריאים, אינם מתים, הגידול מתפשט במהירות וכך דוחק וחונק רקמות חיוניות.

סכנה גדולה במיוחד היא התפשטות גרורות – גידולים שניוניים באיברים שונים בגוף שמקורם בתאים סרטניים שנדדו מהגידול הראשוני לאיברים אחרים דרך מערכות הדם והלימפה. בשל הקושי לנבא את היווצרותן ולאתר אותן בשלב מוקדם ולטפל בהן ביעילות, גרורות הן הסיבה העיקרית לתמותה מסרטן. לכן ברורה המוטיבציה בפיתוחם של כלי אבחון שיאתרו גרורות בשלב מוקדם ויתרה מזו, ינבאו מראש את היווצרותן.

זה הרקע לפריצת הדרך הדרמטית שמציגות פרופ’ דפנה ויס וקבוצת המחקר שלה בכתב העת Annals of Biomedical Engineering. הטכנולוגיה המקורית שפיתחה פרופ’ ויס בעשור האחרון כבר נבחנה בעבר על תאים במעבדה, אולם זו הפעם הראשונה שהיא נבדקת על רקמות שנלקחו מגידולים סרטניים שהוסרו ממתנדבים עם חשד לסרטן. המחקר נערך בשיתוף רופאים מהמרכז הרפואי רמב”ם והתמקד ברקמות של סרטן הלבלב – אחד מסוגי הסרטן הקטלניים ביותר.

החוקרים השוו את הניבוי שסיפקה טכנולוגיה זו במעבדה להתפתחות הקלינית בפועל, כלומר לבדיקה ההיסטופתולוגית של דגימות מהחולה בטווח הזמן הקרוב וכן להתקדמות המחלה כפי שנצפתה בפועל אצל החולה בטווח הרחוק. הממצאים: הטכנולוגיה שפותחה בטכניון מספקת מידע אמין ומהימן באשר לשאלה אם יתפתחו גרורות או אם חלילה כבר התפתחו. מדובר בבדיקה מהירה מאוד יחסית לבדיקות קיימות – כשלוש שעות במעבדה כבר כיום. אחד מיתרונותיה הוא שיעילותה אינה תלויה במידע גנטי ומולקולרי מוקדם על הגידול.

הטכנולוגיה שפיתחה פרופ’ ויס מבוססת על מדידות מכניות (מכנוביולוגיות) של התנהגות תא מדגימת רקמה על פלטפורמה ייעודית, המכילה משטחי ג’ל המדמים בקשיחותם רקמות בגוף. פלטפורמה זו מאפשרת לבחון את תכונותיהן השונות של התאים – צורתם, הסידור הפנימי בתוכם והכוחות שהם מפעילים על הג’ל כחלק מהליך החודרנות. פרופ’ ויס גילתה כי תאים עם פוטנציאל גרורתי גבוה הם חזקים יותר ולכן מצליחים להפעיל לחץ על הג’ל ולחדור לתוכו; כך, ככל שיותר תאים מהדגימה חודרים פנימה, גדלה ההסתברות שיווצרו גרורות.

על סמך הפוטנציאל הגרורתי של תאים בדגימה של רקמת הגידול, הנמדד בשיטה זו, יוכל הצוות המטפל להתאים למטופל טיפול אפקטיבי במיוחד, וזאת בהתאם לתפיסה של רפואה מותאמת אישית. בדיקה זאת יכולה להיערך כמובן במקביל לבדיקות הסטנדרטיות המקובלות.

במחקר הנוכחי הודגמה הצלחת הטכנולוגיה בסרטן שד ובסרטן לבלב, ובימים אלה נבחנת הטכנולוגיה בסוגי סרטן נוספים. קבוצת המחקר גם מפתחת שיטות של למידת מכונה שיחוללו שיפור דרמטי ברמת הדיוק של הניבויים ובעתיד הקרוב, מעריכה פרופ’ ויס, הטכנולוגיה תאפשר לנבא היכן יתפתחו גרורות, אם יתפתחו.

בשנת 2015 קיבלה הטכנולוגיה של פרופ’ ויס אישור ועדת אתיקה רפואית לביצוע מחקרים בדגימות מחולי סרטן באמצעות הטכנולוגיה שפיתחה. המחקר הנוכחי הוא אבן דרך חשובה במסע המחקרי החשוב של פרופ’ ויס. במימון המחקר השתתפו קרן אליאס למחקר רפואי, קרן פולק למחקר יישומי וכן קרן בר-למסדורף וקרן ג’רלד מן.

Adapted by permission from Springer Nature: Annals of Biomedical Engineering, “Rapid Cancer Diagnosis and Early Prognosis of Metastatic Risk Based on Mechanical Invasiveness of Sampled Cells”, Merkher et al. (2020).

למאמר ב-Annals of Biomedical Engineering לחצו כאן