חדש בתחום החיסונים: מכניקת הקוונטים

בעקבות התפרצות של מחלת השפעת ולאור המלצות הרופאים לבצע חיסוני נגד, מחקר חדש אשר נערך באוניברסיטה העברית מביא בשורה חדשה בתחום: פיזיקאי מהאוניברסיטה העברית, בשיתוף שני פיזיקאים מאוניברסיטת מישיגן בארה"ב, פיתחו אסטרטגיה תאורטית לביצוע חיסון אוכלוסיות נגד מחלות מדבקות, תוך שימוש בשיטות מתחום מכניקת הקוונטים.

על פי האסטרטגיה המקורית אשר הציעו החוקרים, במקום לחסן את כל האוכלוסייה כנגד מגיפה מסוימת, כפי שנהוג כיום, אפשרי לחסן באופן אינטנסיבי ובהיקף מצומצם. האסטרטגיה מבוססת על האצת קצב ההכחדה הטבעי של המחלה תוך שימוש בחיסון סלקטיבי.

"פעמים רבות אנו שומעים על עוד מגיפה חדשה שהתפשטה בקרב אוכלוסייה מסוימת וגרמה לחלק מהאוכלוסייה לחלות", מסביר פרופסור ברוך מאירסון ממכון רקח לפיזיקה באוניברסיטה העברית, שפיתח את התאוריה עם עמיתיו מאוניברסיטת מישיגן. "בעוד שמרבית החולים יחלימו מן המחלה ויפתחו אליה עמידות, יש הסתברות גבוהה שחלק מהחולים ימשיכו להפיץ את המחלה בקרב שאר האוכלוסייה, באמצעות מגע עם פרטים הנמצאים בקבוצות סיכון".

על מנת להקטין את היקף ההידבקות נוהגת מערכת הבריאות לחסן כמה שיותר אנשים שנמצאים בקבוצת הסיכון. במידה וכלל האנשים מסכימים להתחסן וישנם מספיק חיסונים לכולם, אזי מבצע החיסון ההמוני יכול למגר את המחלה. יחד עם זאת, פעמים רבות נתקלת המערכת בבעיות כמו סירוב של חלק מקבוצת הסיכון להתחסן, אי זמינות מספקת של חיסון מסוים, עלות גבוהה של ייצור חיסון או קושי מיוחד באחסנתו של החיסון.

במהלך המחקר, התבססו המדענים על העובדה הפשוטה שגם ללא ביצוע חיסון, מחלה צפויה לגווע בסופו של דבר. ואולם, משך הזמן אשר לוקח להכחיד מחלה בקרב אוכלוסייה גדולה עשוי להימשך זמן ארוך מאוד.
מתודת החיסון החדישה שמציעים פרופ' מאירסון ועמיתיו אמורה להאיץ כמה שיותר את התהליך הטבעי של הכחדת המחלה.

לפי האסטרטגיה, ניתן לחסן באופן אינטנסיבי רק אוכלוסיות הנמצאות בקבוצת סיכון גבוה, כמו ילדים הלומדים בכתה בה אחוז מסוים מן התלמידים כבר חלו בשפעת, במרווחי זמן המותאמים לגלי ההידבקות הטבעיים של המחלה ובהתאם לדינמיקה עונתית שלה.

כדי להתמודד עם השאלה האפידמיולוגית, נעזרו המדענים במודל מתמטי השאול ממכניקת הקוונטים – תורה פיזיקלית שנועדה להסביר התנהגות של חלקיקים מיקרוסקופיים. החוקרים הבחינו בכך שעל-ידי ויסות פרמטרים של מלכודות חלקיקים , ניתן להגדיל או להקטין את הסיכוי לבריחתם. התאוריה מראה כיצד חיסון ייעודי וסלקטיבי עשוי להגדיל את קצב ההכחדה של המחלה בהשוואה לקצב ההכחדה הטבעי.

לטענת החוקרים, למרות שהתאוריה שלהם טרם נבדקה באמצעות נתונים אמיתיים, חישוביהם מעידים על כך שבאמצעות חיסון אחוז קטן מן האוכלוסייה ניתן להפחית את הזמן שלוקח למחלה לגווע מחמישה חודשים לתקופה של שלושה עד ארבעה חודשים בלבד. כעת, החוקרים מתמקדים בהעמקת הבנתם את התופעה שגילו.