המעבדה לתיקון גנים

החוקרים במעבדתו של ד"ר איל הנדל, חוקר בפקולטה למדעי החיים ובמכון לננוטכנולוגיה וחומרים מתקדמים, מפתחים טכנולוגיה ל'עריכת' גנים שתוכל לתקן תאים פגומים או לא-מתפקדים. הצוות מקווה שעל ידי שינוי המבנה הגנטי של תאי גזע המטופויאטיים, ניתן יהיה לרפא תוך מספר שנים מחלות גנטיות סופניות בילדים, כגון מחלת "ילד הבועה"

 

לתקן את הטעויות שעשה הטבע

ד"ר הנדל חוקר מחלות המשפיעות על ילדים, ובייחוד SCID (מחלת ילדי הבועה), מוטציה הגורמת לילדים להיוולד ללא מערכת חיסונית. המעבדה שהקים הנדל בבר-אילן בשנת 2016, לאחר שסיים פוסט דוקטורט בסטנפורד, עוסקת בתיקון גנים לטיפול במחלות גנטיות בילדים, כולל מחלות אימונולוגיות וסרטן. הנדל מסביר שהשיבוש הקטן ביותר במבנה הדנ"א יכול לגרום למחלה חמורה. "בחרתי להתמקד במחלה שיש לנו סיכוי גדול לפתח טיפול מוצלח עבורה. SCID היא מחלה כ"כ נוראית, שהחיפוש אחר מרפא הוא מאתגר ומשמעותי במיוחד עבורינו."

"אנו מפתחים כלי לעריכת הדנ"א, על מנת שנוכל לתקן את מקור הבעיה - גנים פגומים שגורם למחלות ילדים," אומר הנדל. "בעתיד אנו מתכוונים להשתמש בטכנולוגיה זו לריפוי מחלות גנטיות מסובכות אפילו יותר מ- SCID, כולל מחלות של מערכת החיסון וסוגי סרטן, ובייחוד אלה התוקפות ילדים".

לחתוך ולהדביק מקטעי קוד גנטי

לד"ר הנדל תואר ראשון בביולוגיה מהאוניברסיטה העברית בירושלים, ותואר שני ממכון וייצמן למדע. את הפוסט דוקטורט שלו השלים בין השנים 2011-2016 באוניברסיטת סטנפורד, במעבדתו של פרופ' מתיו פורטאוס, המטולוג-אונקולוג ילדים. "הייתי חבר בצוות שהשיג תוצאות תרפויטיות עבור אנמיה חרמשית, שפוגמת ברמות ההמוגלובין – חלבון הנמצא בכדוריות הדם האדומות ואשר מעביר חמצן בדם. הצלחנו להשתמש בטכנולוגיה החדשנית שפיתחנו בתאי גזע אנושיים, והוכחנו את הפוטנציאל שלה כצורת טיפול יעילה במחלה", מסביר הנדל.

במעבדה של הנדל משתמשים בכלי לעריכה גנטית המכונה CRISPR, שפותח בשנת 2013 במעבדות של הארוורד, ברקלי ו MIT. כלי זה מבוסס על המנגנון הטבעי הקיים בבקטריות. כאשר בקטריות מותקפות על ידי וירוס, הן לוקחות פיסה מהדנ"א של הוירוס, וכך מצליחות "לזכור" אותו. "זה דומה לצילום 'פוטו רצח' של החשודים המבוקשים ביותר, כך שאם וירוס דומה שוב תוקף את הבקטריה, היא מזהה אותו ומנטרלת אותו", מסביר הנדל.

"במהלך עבודתי במעבדה בקליפורניה, תכננתי להשתמש בכלי עריכת הגנים CRISPR לעריכת תאי גזע המטופויאטיים (של הדם), על מנת לפתח טיפולים למחלות גנטיות. הכוונה היתה להתאים כימית את מערכת ה- CRISPR כדי שיוכל אולי לתקן את המוטציה הגנטית ולשפר את תפקוד תאי הגזע ההמטופויאטיים", הוא מסביר.

תאי גזע המטופויאטיים הם חלק ממח העצם שלנו, והם אחראים על יייצור תאי דם ותאים חיסוניים. מחלות המטופויטיות משפיעות על היכולת להפיק סוגים שונים של תאי דם. "אנו משתמשים ב CRISPR לתקן את מקור הבעיה. זה עובד כך: הדנ"א מכוון את החלבון לגן הפגום, ואז החלבון חותך ומשמיד את הגן. זו טכניקת חיתוך והדבקה", מסביר הנדל. "אנחנו חותכים מקטעים של הקוד הגנטי, מסירים אותן, ומחליפים במקטעים סינטטים בריאים."

החולים הופכים לתורמי הדם של עצמם

הנדל מסביר שלכל חולה מוטציה גנטית שונה, ולכן יש תחילה לזהות בדיוק באיזה פגם גנטי מדובר, ורק אז ניתן להנדס מקטע דנ"א מתאים שיתקן את הבעיה הספציפית.

המחקר נמצא בימים אלה בשלב הטרום קליני. "תוך שנתיים שלוש כבר נוכל לקחת דם ממטופלים ולהשתיל את התאים המהונדסים גנטית שלהם חזרה בגופם", אומר הנדל. "ואז נוכל לערוך ניסויים קליניים במטופלים. יעברו 3-5 שנים נוספות לפני שניתן יהיה להציע לציבור הרחב טיפול המבוסס על הטכנולוגיה שלנו. בנוסף, אנו בוחנים שיטות טיפול לסוגים שונים של סרטן, ומהנדסים תאים של המערכת החיסונית כדי להפכם ליעילים יותר במאבק בסרטן", הוא מציין.

"אנחנו חלק מקהילה בינלאומית של מעבדות הפועלות לקידום הרפואה. אנו משתפים פעולה עם חוקרים שונים בבר-אילן וכן עם אוניברסיטאות אחרות בישראל. בימים אלה אנו עורכים מחקר עם חוקרים במעבדתו של פרופ' סיריל כהן (מבר-אילן), ועם המומחים לביולוגיה חישובית פרופ' ארז לבנון (מבר-אילן) וזוהר יכיני מהטכניון והמרכז הבינתחומי בהרצליה. אנו עובדים עם פרופ' רז סלומון מהמרכז הרפואי תל השומר, ד"ר ג'רי שטיין מהיחידה להשתלות בבית החולים שניידר, וד"ר דוד חגין מהמרכז הרפואי איכילוב. בעתיד אנו מתכננים לשתף פעולה עם מרכז רפואי בארה"ב", אומר הנדל.

הנדל מדגיש שכשמהנדסים דנ"א, החלק הקריטי הוא רמת הדיוק. "מניפולציות מסוג זה חייבות להיעשות לאט ובצורה מדויקת ביותר. השינוי המזערי ביותר יכול לגרור השלכות לא רצויות. התהליך מצריך הערכה זהירה ועבודה קפדנית על מנת שלא נתקן דבר אחד על חשבון פגיעה בדבר אחר", מסביר הנדל.

 

לכתבות נוספות...