מחקר: טלאי המשלב חלקיקי זהב יחליף השתלת לב?

חוקרים מאוניברסיטת תל-אביב פיתחו טלאי לבבי היברידי שעשוי להחליף את השתלות הלב. הטלאי משלב ננו-חלקיקי זהב עם חומרים ביולוגיים מהחולה עצמו, ויתרונו בכך שלא יידחה על ידי הגוף

מחלות לב הן גורם המוות המוביל כיום בעולם המערבי. הן מכונות "הרוצח השקט" ואחראיות לשליש מכל מקרי המוות בארה"ב. נכון להיום, הפתרון היחיד עבור חולי לב קשים הוא השתלת לב. עם זאת, במציאות הקיימת קשה מאוד להשיג לב להשתלה. כתוצאה מכך, כמחצית מהחולים ששורדים התקף לב חמור נפטרים בתוך חמש שנים.

במחקר חדשני שערכו ד"ר טל דביר והסטודנטית מיכל שבח מהמחלקה למיקרוביולוגיה מולקולרית וביוטכנולוגיה, המחלקה למדע והנדסה של חומרים והמרכז לננו-מדע וננוטכנולוגיה באוניברסיטת תל-אביב, הצליחו השניים לשלב במעבדה חומרים ביולוגיים שנלקחו מהחולים עצמם עם ננו-חלקיקים של זהב, ולייצר "טלאים" לתיקון הלב הפגוע. המחקר התפרסם לאחרונה בכתב העת היוקרתי Nano Letters.

"לתקן" את הלב הפגוע

"תאי הלב אינם מסוגלים להתרבות ושריר הלב מכיל תאי גזע מעטים בלבד. לכן, כאשר התקף לב גורם ללב נזק משמעותי, רקמת הלב אינה יכולה לרפא את עצמה", מסביר ד"ר דביר, עמית של אגודת הלב האמריקאית (American Heart Association), שזכה בפרס מרי קירי ובמלגת אלון לחוקרים צעירים, ובפרס למחקר בתחום הלב מטעם מרכז העל ע"ש סליזק. "במעבדה שלי אנחנו שואפים להנדס 'טלאים' מתוחכמים שיושתלו בתוך הלב וייקלטו בו כתחליף וכתיקון לרקמת הלב הפגועה".

האתגר הראשון שעמד בפני ד"ר דביר ועמיתיו היה לייצר רקמה להשתלה שלא תידחה על ידי המערכת החיסונית של הגוף. לשם כך הם התבססו על שיטת עבודה המקובלת כיום במעבדות ברחבי העולם: גידול תאים שנלקחו מהחולים עצמם או ממקורות אחרים על גבי "פיגומים" תלת ממדיים. פיגומים אלה מהווים תחליף לרשת הקולגן החוץ-תאית, שתומכת בתאי הלב בסביבתם הטבעית, בתוך הגוף. החידוש של החוקרים באוניברסיטת תל-אביב היה בחומר שממנו עשויים אותם פיגומים.

"מדענים בעולם מנסים כיום להשתמש ברשתות חוץ תאיות העשויות מרקמות של לב חזיר", אומר ד"ר דביר. "הבעיה היא שעל הרשתות הללו נותר משקע של אנטיגנים, והחשש הוא שמערכת החיסון של החולה תתקוף חומרים ביולוגיים שנלקחו מן החי. לכן הצענו גישה חדשה: לקצור רקמת שומן היישר מבטנו של החולה עצמו, בהליך קל ופשוט יחסית, ואחר כך להרחיק ממנה את התאים ולהותיר רק את הרשת החוץ-תאית. פיגום כזה, העשוי מרקמות גופו של החולה עצמו, לא יעורר את מערכת חיסון שלו ולא יידחה על ידה".

לב זהב

המשימה הבאה הייתה לוודא שהרקמות המהונדסות מייצרות ומעבירות את אותם אותות חשמליים חיוניים, שגורמים לשריר הלב להתרחב ולהתכווץ. "החומרים הביולוגיים שקצרנו מהחולה כדי לבנות את הפיגומים הם בדרך כלל חומרים מבודדים, ולכן הם מפריעים להעברת אותות חשמליים ברשת הלבבית", מסביר ד"ר דביר. "כדי לפתור את הבעיה בחרנו להיעזר בזהב, חומר שמצד אחד מוליך חשמל ומצד שני אינו יוצר אינטראקציה מזיקה עם רקמות הגוף".

כדי להשיג את האפקט הרצוי "עיטרו" החוקרים את הפיגומים הביולוגיים במשקע של ננו-חלקיקים של זהב והגיעו לתוצאה מבטיחה: טלאים היברידיים שמתכווצים ומתרחבים, ומעבירים אותות חשמליים באופן יעיל ומהיר. ניסויים ראשונים בחיות מעבדה הניבו ממצאים מעודדים.

"כעת עלינו להוכיח שהטלאים הלבביים שפיתחנו משפרים את תפקוד הלב אחרי התקף לב ואינם נדחים על ידי המערכת החיסונית", מסכם ד"ר דביר. "אחר כך נעבור לניסויים בחיות גדולות ובהמשך אנחנו מקווים להגיע לשלב הניסויים הקליניים בבני אדם. מדובר בפתרון עבור חולי הלב, שעשוי בעתיד להציל את חייהם של מיליונים בכל העולם".