חוקרים בטכניון ועמיתיהם בטקסס פיתחו פלטפורמות זעירות לשיגור תרופות היישר לנוירונים, תאי העצב.
טכנולוגיה חדשה זו, שהתפרסמה על שער גיליון כתב העת המדעי Advanced Science, תסייע בעתיד לטיפול במחלות תורשתיות ובמחלות ניווניות כגון אלצהיימר, ALS ופרקינסון כמו גם לטיפול מיידי בפגיעות ראש חמורות.
את המחקר הובילו ד"ר אסף זינגר מהפקולטה להנדסה כימית ע"ש וולפסון בטכניון ועמיתיו בבית החולים המתודיסטי ביוסטון, טקסס: ד"ר קרוליין סבטקוביץ', פרופ' פרנצ'סקה טראבאלי ופרופ' רוברט קרנצ'יק.
הובלת תרופות היא אתגר מרכזי בפיתוח תרופות והוא אחד מתחומי המיקוד של הפקולטה להנדסה כימית ע״ש וולפסון בטכניון. לדברי ד"ר זינגר, "לא מספיק שתרופה תוביל להשפעה הטיפולית הרצויה בתא ספציפי; היא צריכה להגיע לתא הזה מבלי להשתנות או להיהרס בדרך, וכמובן אסור שתגיע לאיברים אחרים העשויים להינזק ממנה".
ד"ר זינגר מסביר כי "הטכנולוגיות החדשות להעברת תרופות בצורה מדויקת שואבות השראה עצומה מהטבע. הרי בגוף עצמו מתפתחות שלפוחיות ננומטריות (Nanovesicles) המובילות מטענים שונים ליעדם ברחבי הגוף. מדובר בשלפוחיות הקטנות פי מיליון מעוביה של שיערה אנושית".
"אנחנו, המהנדסים, רוצים להעביר באופן דומה מטענים רפואיים שונים ולשם כך זה הגיוני שנלמד מהמהנדס הוותיק בעולם - הטבע. כאשר עוטפים את התרופה בשלפוחית סינתטית שמשובצים בה חלבונים המוכרים לגוף, בדיוק כמו בשלפוחיות הטבעיות, הגוף לא יתקוף אותה אלא יתייחס אליה כאילו הייתה שלפוחית שהוא עצמו ייצר", מוסיף זינגר.
במחקר הנוכחי, כאמור, התמקדה קבוצת המחקר בפיתוח ננוטכנולוגיה להובלת תרופות למחלות עצביות שונות ולכן ביקשה לחקות את הדרך שבה העצבים מייצרים את השלפוחיות הללו בעצמם. השלפוחיות הננומטריות שפיתחו החוקרים עשויות מחלבוני מעטפת של נוירונים אנושיים. הרעיון הוא ששלפוחיות אלה יישאו בעתיד תרופות או מטען גנטי ויובילו אותן היישר לנוירונים החולים.
לדברי ד"ר זינגר, "במחקר הנוכחי ניסינו את השלפוחיות הננומטריות באופן ספציפי על נוירונים, אבל מאחר שמדובר בקונספט כללי יותר, אפשר ליישמו ברקמות אחרות ועם מטענים רפואיים שונים. מדובר בתהליך ייצור חד-שלבי זול ומהיר (ימים ספורים), שאינו מצריך סינתזה כימית, ואני מאמין שהפעילות המחקרית הזאת תאיץ את הדור הבא של החלקיקים הביומימטיים – חלקיקים השואבים השראה מהטבע."
הוא מספר כי הרעיון לפיתוח האמור החל בחוויה אישית – ארוחת צהריים עם חברים שבתם סובלת מתסמונת רט. תסמונת זו מחוללת הפרעות נוירולוגיות כגון איבוד יכולת הדיבור, אובדן יכולת השימוש בידיים, הפרעות בהליכה, נשימה לא סדירה וקשיי עיכול. "בתם הייתה קצת יותר גדולה מבתי הבכורה, ואמרתי לעצמי שאולי אוכל לרתום את הידע שלי בתחום חיקוי הטבע והובלת תרופות לטובת הניסיון להיאבק במחלות כאלה."
את הידע האמור רכש ד"ר זינגר במשך שנות מחקר רבות, שתחילתן כסטודנט לתואר ראשון בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון והמשכן בתארים מתקדמים בפקולטה להנדסה כימית ע"ש וולפסון בטכניון. בתארים אלה הנחה אותו פרופ' אבי שרודר, מומחה בעל שם עולמי בפיתוח פלטפורמות לשיגור מדויק של תרופות לרקמת היעד. פלטפורמות אלה אמורות להחזיק את התרופה הרלוונטית בתוכן ולשחרר אותן רק בתוך הרקמה החולה, וזאת כדי לא לפגוע ברקמות בריאות – פגיעה שהיא המקור לתופעות הלוואי המאפיינות טיפולים כימותרפיים. חלק הארי של המחקר נערך על ידי ד"ר זינגר בתקופת הפוסט-דוקטורט שלו במרכז הרפואי ביוסטון, טקסס. כעת, משהפך לחבר סגל בפקולטה להנדסה כימית ע"ש וולפסון בטכניון, שבה גדל, הוא ימשיך לפתח טכנולוגיות להעברה מדויקת של תרופות בהשראת הטבע וטכנולוגיות רפואיות נוספות.