רפואה רגנרטיבית (Regenerative medicine) היא "רפואה מחדשת איברים". הרפואה הזו היא אחד התחומים החמים במחקר המדעי והרפואי. מטרתה הצמחה מחדש של איברים או תיקון של רקמות פגועות בגוף.

בעולם הרפואה משוכנעים שחידוש רקמות על ידי הגוף וגידול עצמי של איברים הוא עדיף על פני השתלה או שימוש בתאי גזע שגודלו במעבדה. לא רק שהצמחת איברים היא קלה יותר מהשתלה או טיפולים גנטיים, היא גם תמנע את דחיית השתל, אולי הבעיה המרכזית בתחום ההשתלות. זה יקרה בזכות העובדה שהרקמה שתצמח מחדש תהיה מגופו של החולה ולא מגוף אחר, כנהוג בהשתלות.

הצמחת איברים לרפואה שואבת השראה מהצמחה איברים מחודשת, כפי שהיא מתרחשת בטבע. הצמחה עצמית כזו מתקיימת במיוחד אצל יצורים פשוטים וקדומים בסולם האבולוציה. אולי זה עצוב, אבל ככל שעולים בסולם האבולוציה, היכולת הרגנרטיבית יורדת דווקא. שממיות, סלמנדרות וזוחלים אחרים הם דוגמאות אופייניות לבעלי חיים שכאלה. בניגוד לבני אדם שיכולים להצמיח מחדש רק מעט רקמות באיברים מעטים כמו שרירים, עצמות וכבד, יכולים הם להצמיח מבני איברים שלמים, כמו גפיים, זנבות, חלקים מהלב או רשתיות ועדשות בעיניים.

טכניקות גנטיות מתחילות לאפשר כיום למדענים לרדת לעומקם של מנגנוני ההצמחה מחדש. הם לומדים לא מעט ממחקר של בעלי חיים שמצמיחים איברים לאחר שנקטעו והשאיפה היא לחולל תהליכים כאלו בבני-אדם, באופן מלאכותי. התחום עצמו נחקר כבר מעל 150 שנה, אבל רק ההתקדמות במחקר והטכנולוגיה הגנטית מאפשרת למדענים להתחיל להבין את המורכבות הגלומה במנגנוני ההצמחה מחדש ואת האפשרויות המדהימות שגלומות בה.

הרפואה הזו הולכת בצעדי ענק אל העתיד המבטיח של חברות ישראליות כבר מפיצות קולגן אנושי שיוצר מעלי טבק ומאפשר גידול אברי גוף בניתוחים. פיתוח מדפסות תלת ממד שידפיסו אברי גוף תחליפיים יאפשר בעתיד לייצר מהקולגן הזה איברים שונים להשתלה בגוף החולה.


הנה רפואה רגנרטיבית והיכולת להצמחת איברים בבני אדם:

http://youtu.be/QI-SZpoSCAM


פיתוח קולגן מעלי טבק מאפשר כיום יצירת שתלים מצויינים לרפואה רגנרטיבית (עברית):

http://youtu.be/QfCcY2Y3STA


ומדפסות תלת-ממד להדפסת איברים להשתלה מקולגן (עברית):

http://youtu.be/__wiXTl38Eg

הסרטן לסוגיו הוא אמנם דומה, אבל יש מכל 100 סוגי סרטן שונים זה מזה. שיטות ריפוי של סרטן, כמו כריתת גידולים, כימותרפיה או הקרנות הן יעילות אבל לא לחלוטין. יש עוד שיטות, אבל כלל השיטות מחפש את הדבר הגדול בתחום.

גם האפשרות שתימצא תרופה אחת שתהיה יעילה לכל סוגי הסרטן היא מורכבת ואולי אף בלתי ניתנת להשגה. על אף שהמוות מסרטן ירד משמעותית בעשורים האחרונים, המחלות הללו עדיין תוקפות מיליוני בני אדם בכל שנה. הערכות אומרות שבין 14 ל-20 מיליון איש מצויים בכל רגע נתון בנסיונות להתרפא מסרטן כלשהו.

אז איך כן ניתן להילחם בסרטן?

את התקוות הגדולות ביותר תולים האונקולוגים כיום בגדילי דנ"א שעברו שינויים רפואיים. המכונות המולקולריות הללו יוכלו לאפשר לנו בעתיד, להילחם בגידולים ובתאים סרטניים.

דמיינו נאנו-רובוטים, מעין רובוטים ביולוגיים זעירים ביותר, שיבצעו את המשימה הזו. מנסים היום למתג את הטיפוס הזה בכינוי "זינובוט" (Xenobot).

המדענים מקווים שזינובוטים כאלה או דומים להם יוכלו לבצע משימות מדהימות למען הבריאות שלנו. באחת מהן יחדירו הרובוטים הזעירים גנים הרסניים אל תוך תאי הסרטן ורק אליהם. המדהים הוא שהם יעשו זאת, מבלי לפגוע בתאים אורגניים השייכים לגוף עצמו ומן הסתם תאים שהרפואה לא תרצה להזיק להם.

ניסויים הוכיחו כבר מזמן שזה אפשרי. באמצעות זיהוי מסלולי האותות של התאים הסרטניים, הצליחו גדילי דנ"א מתוכנתים להחדיר חלבון קטלני לתאים סרטניים ולהביא למותם, ללא פגיעה בתאים הבריאים שבסביבתם.

באופנים מסוימים ובמגבלות רבות, ניתן כבר היום לבצע את ההליך הזה ולהילחם ביעילות בגידולים סרטניים בגוף החולה. אבל הטכנולוגיה החדשנית והמהפכנית הזו היא עדיין בשלבי פיתוח. היא רחוקה עדיין ממימוש נרחב, אך התקווה היא שהתרופות הביולוגיות הללו יגיעו בשנים הקרובות ויתחילו לתת עבודה.

חולי הסרטן, רופאיהם ומערכות בריאות בעולם כולו משוועים לתרופות אלה. הן יוכלו לפתוח עתיד רפואי חדש ומלא תקווה לניצחון על המחלה הקטלנית ביותר של תקופתנו. המעבר לרפואה תוך גופית כבר נעשה מזמן, עכשיו רק צריך שהלוחמה תהיה בין-תאית.


הנה הזינובוטים של ההווה, רובוטים ביולוגיים גדולים יותר, שיילחמו במחלות בגופנו, יפרקו פלסטיק בים ועוד:

https://youtu.be/wL64jqYn4CE


התרופות הגנטיות נגד הסרטן של העתיד (עברית):

https://youtu.be/ZLaubULnFu8


מדוע כה קשה לרפא סרטן? (מתורגם)

https://youtu.be/h2rR77VsF5c

לאנשים קטועי גפיים קשה מאד להסתדר בלעדיהן. מצד שני, רגל או יד ביוניות הם פיתוחים יקרים להחריד, שרק העשירים והמסודרים יכולים היו להרשות לעצמם. טכנולוגיית ההדפסה בתלת ממד מאפשרת כיום לחסוך ממון רב בייצור של גפיים מלאכותיות כאלה.

חברת אופן ביוניקס הבריטית עושה בדיוק את זה. בעזרת קוד פתוח, היא מפתחת "ידיים" בזול.. בעתיד הם מתכננים למכור אותם בגרושים. הרעיון שלהם הוא לפתח פרוטזות כאלה, שיודעות לעשות דברים ספציפיים ולא הכל. כך יוכל אדם שצריך להשתמש בהן, להחזיק כמה פרוטזות זולות, במקום פרוטזה יקרה להחריד. אלה יהיה מוצרי "לואו קוסט" זולים, שיחליפו את הפרוטזות היקרות הללו ויסייעו להמוני נכים ברחבי העולם, בעיקר ממדינות מתפתחות.


הנה הדגמת יכולות ומבנה:

http://youtu.be/WUgecU5Mgd8


וסיפור המוצרים של החברה המעניינת הזו:

http://youtu.be/FR1t-SK3Rtw

עריכה גנטית (Gene editing) היא אחת הטכנולוגיות המסעירות בעולם הביוטכנולוגיה של ימינו. היא מאפשרת לערוך את הגֵנום האנושי או הגֵנום של אורגניזם כלשהו, ממש כמו שעורכים בתוכנות עריכה גרפית או במעבד תמלילים.

טכנולוגיית CRISPR היא טכנולוגיה מהפכנית ביותר שמאפשרת עריכה גנטית. היכולת שלה לשנות את שיטות העבודה של מהנדסי הגנום יוצרת עולם של אפשרויות רפואיות מדהימות. בעזרת CRISPR ניתן לגזור רצף דנ"א קצר ומדויק, מהגֵנום השלם של בן אדם או של בעל חיים. לאחר מכן ניתן להחליף אותו בדנ"א חלופי, שיוחדר לרצף שממנו נגזר הרצף הפגום, הלא רצוי, או זה שנחקר. באמצעות אנזים ניתן להדביק את הדנ"א החלופי אל הגנום ולתקן את מה שרוצים.

עריכה גנטית אפשרית גם היום. אבל שיטה כה פשוטה, מדויקת, מהירה וזולה, תוכל לתקן פגמים גנטיים קשים ולתת תקווה לנפגעים גנטיים ולשנות את חייהם ושל הסובבים אותם. ניתן יהיה להחדיר לגוף גנים ש"יצודו" תאים סרטניים ויחסלו אותם, ניתן יהיה לרפא מאיידס, למנוע מחלות כמו אלצהיימר ועוד ועוד. ניתן יהיה ליצור יתושים שלא מעבירים מחלות כמו מלריה ולהציל 700 אלף איש שמתים מהמחלה הזו בכל שנה!

אבל כדרכן של טכנולוגיות דמיוניות ועתידניות שכאלה, CRISPR גם מעוררת חשש. מצד אחד, עריכה כה פשוטה של הגנום תוכל לייצר ילדים בהזמנה. נניח שהורים יוכלו לבקש כבר בשלב העובר שבבטן, לטפל בגנים שלו ולערוך אותם כך שיוולד להם ילד עם IQ גבוה, שיער בלונדיני, עיניים כחולות, אופי נוח, או שישחק כדורגל מצוין ושיאהב בנות. ונניח שזה בסדר, אבל מה יהיה אם מדען מטורף ייצר ילדים עם נטיות אלימות ומשמעת ברזל? מה יקרה אם מישהו יזמין ילדים שיהיו עבדים חסונים מאד וישרתו אותו?

כך או כך, ילד שייערך הגנום שלו כדי שיהיו לו תכונות רצויות למישהו, אינו עניין פשוט מבחינה חברתית ואבולוציונית. יש שם שאלות של אתיקה שיחייבו רגולציה, כלומר הסדרה בחוק של מה שמותר ומה שאסור לעשות בעזרתה. כבר היום מעל 40 מדינות אוסרות או מגבילות בחוק כל עריכה גנטית שכזו.

מילה על הטכנולוגיה וקשייה. לקריספר ייקח עוד זמן רב עד שתהפוך לטכנולוגיה שימושית. יש בעיות לא פשוטות שעדיין לא נפתרו. למשל בהעברה (delivery) של הקריספר לגנים הפגומים. בין אם הקריספר יעבור באמצעות כדור, סירופ או כל שיטה אחרת, כיצד נוכל להובילו אל הגנים הפגומים.

או איך למנוע התרבות של שגיאות מהונדסות שנוצרו בהנדסה גנטית?

למעשה, מפתחי הטכנולוגיה הזו, של דחיפת הגנים, ביקשו שלא להשתמש בה עדיין, עד שלא ימצאו טכנולוגיה לביטולה, למקרה של התרבות יצורים מהונדסים גנטית, המחוללים הרס או משבשים את האיזון בטבע באופן קיצוני. מכירים את נגיף הקורונה? - דמיינו שבעת פיתוחו היה גם כלי לביטולו... כמה מוות והרס כלכלי היו נמנעים.

ועדיין, יש כבר הצלחות מרשימות שנרשמו לטכנולוגיה הזו, כמו זו של יצירת גנים סינתטיים והטמעתם ביתושים, כחלק מהמאבק ההולך ומושלם בהעברת המלריה, המחלה הקטלנית בהיסטוריה.


הנה טכנולוגיית ה-CRISPR:

http://youtu.be/LrtrM_CPtQQ


היכולות הדמיוניות שלה:

http://youtu.be/2pp17E4E-O8


הסבר טכני יותר - כך היא עובדת:

http://youtu.be/2pm9u1E8k3s


וסרטון תיעודי על עריכה הגֵנטית והיכולות המדהימות של CRISPR (מתורגם):

https://youtu.be/jAhjPd4uNFY?long=yes

שנים רבות עסקו בפיתוח של תחליפים סינתטיים לאיברי גוף שונים. התחום הזה, שנקרא ״ביוניקה״ חיבר בין אדם לחלקים מכניים שונים. איברים מלאכותיים שונים פותחו ומיוצרים כיום למטרות של השתלה רפואית. בבני אדם בוצעו כבר עשרות אלפי ניתוחי השתלה שכוללים השתלות סינטיות של לב, ריאות, לבלב, טחול, ועוד.

כיום יש כבר אנשים שמהלכים עם תחליפי עין שהם בעצם מצלמות. אמנם כרגע אין המצלמה מחוברת למוח, כתחליף עין של ממש, אבל ה"מצלמ-עין" מאפשרת לאדם שאיבד את עינו, לנצל את מקום העין כדי לצלם דברים שהוא רואה.


הנה סרטון על אדם שהושתלה לו מצלמה משוכללת בחלל העין שאיבד:

http://youtu.be/_2qPWc32LS8?t=5s

הטכנולוגיה הזו רק בהתחלה, אבל כן, כיום יודעים לייצר באמצעי מעבדה ובאופן ראשוני לבבות, כליות וכבד מלאכותי, אם כי דרוש מחקר נוסף עד שניתן יהיה להפעיל "מוסכים" להחלפת איברים בבני אדם. במעבדה של ד"ר אנתוני אתאלה כבר מגדלים איברים לרפואה רגנרטיבית, כלומר גידול איברים במקום להשתלה. גם במכון המחקר סבן שבלוס אנג'לס עובדים על יצירת רקמות ואיברים מלאכותיים. באיסלנד ישנה התקדמות שתאפשר בעתיד לגדל גם שיניים ולסתות מלאכותיים.

על ידי גידול של איברים והדפסה במדפסות תלת ממד של איברים כאלה מקווים להתגבר על המחסור באיברים להשתלה, על דחיית שתלים על ידי המערכת החיסונית של גוף המושתל והקושי בהשתלת איברים בתינוקות וילדים.

בעתיד גורסים החוקרים שנוכל להשתיל במוח שתלים עצביים, שישפרו תפקודים וירפאו ממחלות שמערכת העצבים הקורסת של החולה לא מסוגלת להתמודד עימן.


הנה גידול איברים בטבע כהשראה:

https://youtu.be/DzRuMFP-F18


על פריצת הדרך באיסלנד:

http://youtu.be/e2q_uHFg64A


בעתיד ניתן יהיה לחבר למוח שתלים עצביים שירפאו מחלות כמו פרקינסון ודיכאון:

https://youtu.be/vfdBWXyTqug


אחד האתגרים יהיה להתמודד עם ההתנגדות של הגוף והמערכת החיסונית שלו לאיברים המושתלים (מתורגם):

https://youtu.be/e8tjRLyg9ko


ואולי לא צריך לגדל איברים אלא להדפיס אותם - הדפסת לב של ממש בתלת ממד (עברית):

https://youtu.be/FfsucfAa9WU

אחת ההמצאות המעניינות שיצאו מישראל היא המצאה טכנולוגית רפואית שמסעירה את הדימיון - הקפסולה האנדוסקופית. זוהי מצלמת ווידאו זעירה שמצויה בתוך כמוסה. את הכמוסה ניתן לבלוע כמו כדור אקמול. מצלמות הווידיאו הזעירות מאד הללו מוטמנות בתוך קפסולות לבליעה ומאפשרות איבחון פשוט, זול ולא כואב של מחלות מעיים. בתוך כל אחד מהכדורים, שאותם בולעים כמו כל כדור רפואי, יושבת מצלמה זעירה, שמעבירה מידע על המתרחש במעיים. זהו תחליף מצויין לניתוחים כואבים, יקרים ומורכבים, שבעבר נדרשו רק כדי לדעת מה קורה במעי.

ד"ר גבי עידן הוא יוצר קפסולת המצלמה הייחודית הזו, שנמכרת בכל העולם על ידי החברה שהקים (Given Imaging) ופרצה את הדרך למוצרים דומים בתחום הרפואה. בחשיבה מקורית והבנה של הטכנולוגיה הממוזערת והפוטנציאל הרפואי שלה, הצליח המהנדס והממציא הישראלי עידן, להפוך רעיון כמעט דימיוני למוצר ממשי שיעזור באבחון של מחלות מעיים.


הנה סיפורן של הכמוסות של ד"ר גבריאל עידן:

https://youtu.be/0uXEq_JxqqY


קפסולה אנדוסקופית - מצלמה זעירה המוחדרת לגוף ומשמשת לגילוי סרטן המעי הגס:

https://youtu.be/6qO6yxVLvMc


רוצים לראות מה רואה הקפסולה בתוך הגוף?

https://youtu.be/-FyN5_-njAU?qr=yes

הטכנולוגיה של חברות כמו Organovo מאפשרת לבנות כיום כלי דם ולהדפיס אותם במדפסת תלת ממד. הדפסת חומר תאי במדפסת כזו היא מהפכה של ממש. כשמחסניות המדפסת הביולוגית של אורגנובו מכילות תאי כבד, למשל, היא תהיה מסוגלת להדפיס כבד להשתלה. הפרט המדהים ביותר הוא שאחרי שמדפיסים תאי כבד למשל, הם ממשיכים להתפתח באופן ביולוגי ולגדול, ממש כמו בטבע.

בתחום השתלים האורטופדיים זה כבר קורה. רופאים בסין הצליחו כבר להשתיל חוליית צוואר שהודפסה במדפסת תלת-ממד. הילד בן ה-12 שבעמוד השידרה שלו הושתלה החולייה המלאכותית, שב ללכת. הרופאים מציינים שהחולייה החדשה חזקה מהחולייה הטבעית שלו.

בעתיד הקרוב וכבר יש אומרים שבהווה ידפיסו איברי גוף שלמים, כמו כליות, כבד וכדומה. את האיברים הללו ניתן יהיה להשתיל בחולים אמתיים. הפתרון יאפשר רפואה טובה יותר וזולה הרבה יותר, כיוון שהשתלות הן עסק יקר מאד בעולם, בין השאר בשל המחסור באיברים להשתלות.


הנה הדפסת איברים תלת מימדית שמתכננים בסין (עברית):

http://youtu.be/__wiXTl38Eg


הדפסה פורצת דרך של לב בתלת ממד (עברית):

https://youtu.be/FfsucfAa9WU


המחקר המדעי בעולם הדפסת האיברים בתלת ממד:

http://youtu.be/cMzfyGBfAck


שיטת הדפסת האיברים שמתכננת חברת אורגנובו:

http://youtu.be/9D749wZSlb0


העתיד של הדפסת איברים באמצעות מערכת כמו אורגנובו:

http://youtu.be/80DhBLEhdzk


ולפעמים מדפיסים אדם שלם - על העסק שמדפיס את דמות הלקוח בתלת ממד (עברית):

https://youtu.be/Bqf-mROoRCI?t=18m35s&end=24m31s

רובוט דה וינצ'י הוא רובוט מנתח שארבעת הזרועות שלו מחליפות את ידי המנתח בניתוחים מורכבים וחודרניים ומאפשרים לו לבצע ניתוח בלי צורך בחיתוכים קשים וחודרניים לגופו של המנותח. ניתוח של כריתת קיבה חלקית למשל, הוא ניתוח כזה שניתן כיום לבצע בעזרת הרובוט דה וינצ'י בקלות יחסית.

אפשרות נוספת שרובוט דה-וינצ'י מאפשר היא לשמש כמערכת רובוטית המאפשרת לנתח חולה מרחוק - בעוד שהחולה נמצא במקום אחד בעולם, יכול הרופא המומחה להימצא ביבשת אחרת ולנתחו בעזרת השליטה על הרובוט מרחוק!

מדובר במהפכה של ממש בתחום הרפואי ובמיוחד בתחום הננו-רפואה, שמבוסס על עבודה עדינה ביותר.


הנה יכולות רובוט הדה וינצ'י בניתוחים בישראל (עברית):

http://youtu.be/CJnEQkGo9wQ?t=13s


עוד שימוש ברובוט הדה-וינצ'י לניתוחי כריתת הערמונית (עברית):

http://youtu.be/KGfSEwlk8zM


ניתוח לב פתוח באמצעות רובוט (עברית):

https://youtu.be/e5aJaKWXBF4


ועוד מרובוט הניתוחים דה וינצ'י:

http://youtu.be/gooEGitgC8w

"נאנו תאי רפאים" הם תאים שיוכלו לשאת תרופות אל תוך הגידול הסרטני ולשחרר אותן שם, כדי לפגוע בגידול, ללא פגיעה בגוף וברקמות הבריאות שבו. תאי הרפאים הם תאי גזע שרוקנו מהתוכן שלהם והפכו לתאים שעשויים רק מקרום התא ואז הוקטנו לגודל נאנו-מטרי.

מדובר בגודל תא זעיר ביותר, כשכל נאנו תא שכזה ניתן לטעון בתרופות מדויקות לחיסול הגידול הסרטני. יתרונו הגדול של התא הזעיר, הוא היותו חסין מהשפעות של גוף החולה, מה שאומר שמערכת החיסון של הגוף לא תדחה אותו ואת חבריו.

בקיצור, את אותם תאי הרפאים הזעירים ניתן יהיה "להסיע" אל הגידול הסרטני ולשחרר בו ורק בו, את התרופות. האמת היא שלא מדובר בהנעה מכוונת של נאנו-תאי הרפאים אל עבר הגידול, אלא בתנועה חופשית שלהם ברחבי הגוף, עד שהם נתקלים בגידול ומשמידים אותו באמצעות התרופות שהם משחררים רק בהיותם בתוכו.


הנה ננו-תאי רפאים שיילחמו בעתיד בסרטן (עברית):

https://youtu.be/Zf1XdKkYgZo

ננורובוטים (Nano robots) הם כנראה אחת המהפכות העתידיות של עולם הרפואה. לא בטוח שנראה אותם בבתי החולים שלנו בקרוב, אבל הם ללא ספק יוכלו להיות הדור הבא של מכשירי הרפואה של העתיד.

הננו רובוטים הם רובוטים ביולוגיים זעירים שיוחדרו למחזור הדם של החולה ויבצעו משימות מורכבות, שהדרכים לטיפול בהן כיום הן מורכבות, כואבות וחודרניות מאד.

בניגוד למיקרו-רובוטים, שהם מכונות זעירות, הנאנו-רובוטים מבוססים על ביולוגיה, גנטיקה, כימיה זעירה וטיפולים גופניים מתוחכמים.

אלה מעין מכונות מולקולריות שיבצעו משימות כמו ניסוי תרופות ויעילותן בגוף החולה, לוחמה זעירה בתאים סרטניים, בניית עצמות או שחרור של תרופות מקומיות לאזורי גוף מוגדרים.

המדהים הוא שכל אלה יבוצעו בעתיד בקלות, ביעילות וללא ניתוחים יקרים, כואבים או כאלה שמחייבים החלמה ארוכה.

הטכנולוגיה החדשנית והמהפכנית הזו היא ללא ספק ההתגשמות של כל מה שעולם הרפואה חולם עליו. הפתרונות המבריקים והחדשניים שיאפשרו הרובוטים הביולוגיים הזעירים הללו לבעיות רפואיות מוכרות, יצילו חיים ויקצרו זמנים לטיפול בכאבים ומחלות קשות.


הנה הננו-רובוטים של העתיד (עברית):

http://youtu.be/Wa_I6A1cnRQ


כך יישלחו המיני רובוטים לתוך הגוף לבחון יעילות של תרופות לטיפול בסרטן שבו (עברית):

https://youtu.be/2gAECZmklRU


נאנו רובוט שאדם יכול לבלוע והוא ינתח את גופו מבפנים:

https://youtu.be/ayteOA5VDRI


חזון הנאנו רובוטים לתיקון ה-DNA האנושי:

https://youtu.be/Q8tAj8A4pc0


היכרות בכנס מדעי עם המכונות המולקולריות שנכנסות לתוך הגוף לצורך טיפול:

https://youtu.be/YdjERhTczAs


והרצאה על הנאנו רובוטים והשימושים השונים שלהם (עברית):

https://youtu.be/UsTYDCkro44?long=yes