שש שנים למרכז גרנד

מיזמים משותפים בין בתי חולים ומוסדות בישראל מקדמים את הביו-רפואה

english

כתבות

תאריך: 25 נובמבר, 2018
מקור: 
Weizmann homepage

המרכז הישראלי הלאומי לרפואה מותאמת אישית על שם ננסי וסטיבן גרנד (G-INCPM) הוקם ב-2012, כדי לרכז תחת קורת גג אחת קבוצה מגוונת של חוקרים מוכשרים ולצייד אותם בכלים החדשניים ביותר על מנת להצעיד את המדע קדימה.

המרכז הוקם ביוזמת מכון ויצמן למדע כדי להיות משאב לאומי שבאמצעותו חוקרי ביו-רפואה בישראל יוכלו לשתף פעולה עם צוותים מומחים ולקדם את המחקר הבסיסי הדרוש ליצירת תרופות וגיבוש גישות חדשות לטיפול במחלות ולריפוי. תחומי המומחיות שמגדירים את "ארבעת עמודי התווך" שמרכז גרנד נשען עליהם הם המכון לגנומיקה על שם קראון, המכון למיפוי חלבונים על שם דה בוטון, המכון לביואינפורמטיקה על שם אילנה ופסקל מנטו והמכון לגילוי תרופות על שם מוריס וויויאן ווהל. תרומה נדיבה מקרן משפחת וולפסון באנגליה אפשרה את שיפוצו הנרחב של מגדל השמש ואת הפיכתו למשכנו של G-INCPM. את המשאבים המוסדיים של מרכז גרנד משלימים מכון שאפל, התומך בתשתית המחשוב, והמכון לכימיה תרופתית. יחד, הם יוצרים גוף אינטגרטיבי והרמוני הכולל את הפונקציות החיוניות להאצת תהליך התרגום של גילויים מדעיים במעבדות ליישומים בזירה הקלינית.

מרכז גרנד חגג לאחרונה חמש שנים להיווסדו, עם 596 פרויקטים שהסתיימו ב-2017 –גידול של 20 אחוזים בסך כל הפרויקטים בהשוואה לשנה הקודמת. השפעתו הגדלה והולכת של המרכז ניכרת בנקודת ציון חשובה שאליה הגיע השנה; מספר הפרויקטים עם חוקרים וקלינאים מחוץ למכון ויצמן (333) עבר את מספר הפרויקטים עם חוקרים במכון (268). במהלך 2017 עבדו המומחים של מרכז גרנד עם חוקרים באוניברסיטה העברית, באוניברסיטת בר אילן, בטכניון, באוניברסיטת בן-גוריון, באוניברסיטת חיפה ובמוסדות נוספים. מומחי המרכז עבדו גם עם רופאים במרכזים הרפואיים שיבא, איכילוב, הדסה, רבין וברזילי.

ננסי וסטיבן גרנד

עמודי התווך של הקדמה

פרויקטים רבים מתחילים במכון לגנומיקה על שם קראון, המגלה אינדיקטורים לסיכון למחלה. במכון למיפוי חלבונים על שם דה בוטון הכפילו את היקף הפעילות, בין השאר בזכות ציוד המאפשר ניתוח מהיר ומתוחכם של דגימות. במכון לביואינפורמטיקה על שם מנטו המומחים נעזרים באלגוריתמים מתוחכמים ובשיטות אחרות כדי לעבור על כמויות עצומות של נתונים ביולוגיים ורפואיים, ולפענח אותם.

במכון לגילוי תרופות על שם מוריס וויויאן וול המומחים בודקים את הפוטנציאל הטיפולי של מאות אלפי תרכובות כימיות בעזרת מערכות בעלות הספקים גבוהים. העבודה הזאת התייעלה עוד יותר לאחרונה בזכות מערכת רובוטית שהכפילה את המהירות שבה אפשר להכניס את התרכובות לצלוחיות המעבדה לבדיקה ולניתוח עוקב. נוסף על כך, בקרוב יותקן רובוט לטיפול בבקבוקונים, והוא יפשט את השימוש בתרכובות מסונתזות בניסויים של כימיה תרופתית. יש במכון וול גם מערכת סריקה חדשה המבוססת על מיקרוסקופיית שדה רחב ועל מיקרוסקופיה קונפוקלית, והיא משפרת את יכולתו של מרכז גרנד לנתח כל דבר, החל בתאים וכלה בדגימות מורכבות עם שכבות מרובות.

קידום הרפואה המותאמת אישית
 

"הצורך בשיתוף פעולה בין מוסדות בישראל חיוני היום כפי שהיה כשהמרכז נפתח לפני שש שנים", אומרת ד"ר ברטה סטרולוביצ'י, המנהלת הראשונה של מרכז גרנד. "מעריכים ש-90 אחוז מהתרופות הנמכרות ביותר עוזרות ל-30 עד 50 אחוז מהחולים בלבד, ותופעות הלוואי השליליות הנגרמות מהטיפול ה-'לא מדויק' הזה אחראיות לשליש מהאשפוזים הדחופים בכל שנה", היא אומרת. "הצורך בגישות מותאמות אישית ברור, וזאת מטרת העבודה שלנו במכון".

ד"ר סטרולוביצ'י תפרוש מתפקידה כמנהלת המרכז בסוף השנה. גם יושב ראש ועדת ההיגוי הראשון של המרכז, פרופ' אהרון צ'חנובר – הביולוג וחתן פרס נובל מהטכניון – סיים את כהונתו לאחרונה, והעביר את השרביט לחוקר רב זכויות אחר – פרופ' חיים סידר מהאוניברסיטה העברית. פרופ' סידר ידוע בשל מחקרו החלוצי שגילה את המתילציה של ה-DNA, מנגנון בסיסי הקובע אילו גנים יופעלו ואילו ידוכאו ברקמות הגוף השונות. למחקריו שנערכו עם פרופ' אהרון רזין, הייתה השפעה חשובה בתחומי הביולוגיה ההתפתחותית, בקרת הגנים, האֶפִּיגנטיקה וחקר הסרטן.

"מרכז גרנד ייחודי באופן שבו הוא מארגן את שיתופי הפעולה בין הסוגים הרבים והשונים של חוקרים המנסים להסביר את הבסיס המולקולרי של בריאות וחולי", אומר פרופ' סידר. "זהו משאב לאומי המעצים את החוקרים הישראלים ועוזר להם להפיק נתונים גנומיים מקיפים שאפשר לשלב בתכנון הדור הבא של התרופות והטיפולים המותאמים אישית".

מנצחים את ההופעות החוזרות של הסרטן

באחד הפרויקטים האחרונים, חוקרים במכון למיפוי חלבונים על שם דה בוטון במרכז גרנד חברו למומחים קליניים מהמחלקה לנוירוכירורגיה במרכז הרפואי שערי צדק בירושלים כדי לזהות את החלבונים המשתתפים בהופעה חוזרת של סרטן מערכת העצבים המרכזית, הידוע בשם מנינגיומה ממאירה.

מנינגיומה היא גידול שנוצר על הקרומים שעוטפים את המוח ואת חוט השדרה בתוך הגולגולת. מנינגיומות רבות אינן מלוות בסימפטומים ואינן דורשות טיפול. מצד שני, במנינגיומות ממאירות מטפלים בהקרנות או בניתוח. אלא שעד 20 אחוזים מהמנינגיומות האלה חוזרות, וב-3% מהמקרים הן חוזרות בצורה הממאירה. יש חולים שהגידולים מופיעים אצלם שוב תוך כמה חודשים מתום הטיפול. אצל אחרים, ההופעה החוזרת מתעכבת חמש שנים או יותר.

הצוותים בשערי צדק ובמרכז גרנד הצליחו לזהות סמנים ביולוגיים חלבוניים המאפיינים חולים שיש סיכוי גבוה שתהיה אצלם חזרה מהירה של המנינגיומה הממאירה, וגם חולים עם חזרה מאוחרת. בעתיד, הממצאים האלה יוכלו לעזור לרופאים לחדד את אבחנותיהם ולתכנן את אסטרטגיית הטיפול על ידי זיהוי החולים שהחזרה אצלם מהירה והחולים שהחזרה אצלם מאוחרת. החולים מהסוג הראשון יפיקו תועלת רבה מרדיותרפיה מיידית. במקרה השני תופעות הלוואי של הרדיותרפיה עלולות להיות משמעותיות יותר מהיתרונות שלה.

טיפול בתסמונת לואי-בר

פרויקט חדש נוסף בהובלת חוקרים מאוניברסיטת תל אביב ומומחים במכון וול לגילוי תרופות מנסה לזהות תרכובות שמסוגלות לתקן פגם במוטציה של גן בשם ATM – פגם המקושר למחלה אוטואימונית חמורה בשם אטקסיה טלנגיאקטזיה (A-T) או סינדרום לואי-בר. זהו סינדרום נדיר של ניוון עצבי המוביל לנכויות קשות. הסימפטומים שלו, שיכולים להופיע בילדות המוקדמת, כוללים בעיות בקואורדינציה ובהתפתחות הקוגניטיבית, מערכת חיסונית מוחלשת ונזק למנגנוני תיקון ה-DNA המגדיל את הסיכון לסרטן.

החוקרים משני המוסדות ניסחו פרוטוקול סקירה בעל הספקים גבוהים – הבודק אלפי מולקולות – לזיהוי תרכובות המתקנות פגם בשחבור (splicing) של גן ה-ATM. זוהו כמה מועמדים ועכשיו בודקים אותם בתאים. זהו צעד חשוב לקראת ההחלטה אם לתרופות המבוססות על התרכובות האלה יש פוטנציאל טיפולי אמיתי.

טיפול אישי נגד סרטן השד

במחקר בתחום סרטן השד, חוקרים מהמרכז הרפואי שיבא ומאוניברסיטת תל אביב חברו למרכז גרנד במטרה לזהות אסטרטגיות אפשריות לטיפול מותאם אישית בחולות סרטן שד שונות, לפי דגמי התבטאות הגנים השונים האחראים להתקדמות הגידול ולתגובה לטיפול.

הרופאים בשיבא עקבו אחרי 33 נשים שטופלו נגד סרטן שד ולקחו מהן דגימות רקמה משלושה סוגים: ביופסיה מהגידול במועד האבחון, דגימה מרקמת הגידול שהוסרה בניתוח ודגימה נוספת של רקמה לא סרטנית סמוכה לגידול. הדגימות האלה יעברו ניתוח באוניברסיטת תל אביב ולאחר מכן יבצעו המומחים מהמכון לביואינפורמטיקה על שם מנטו במרכז גרנד אינטגרציה של הנתונים כדי לקשר בין דגמי התבטאות הגנים לתוצאות קליניות ספציפיות.

הציפיה היא שהפרויקט הזה יעזור בפיתוח כלי אבחון ובזיהוי הפרופילים הגנטיים הקשורים לעמידות לסוגים מסוימים של טיפולים נגד סרטן.

ניבוי מדויק של AML

לוקמיה מיאלואידית חריפה (AML) מאופיינת בהצטברות של מוטציות בתאי הגזע במח העצם המשתתפים בתהליך יצירת תאי הדם. אבל קשה להשתמש בתובנה הזאת כדי לנבא התפרצות של AML כי גם אצל אנשים בריאים מצטברות במשך השנים מוטציות בתאי הגזע האלה.

עכשיו, בפרויקט המתבצע בשיתוף פעולה עם המכון לגנומיקה על שם קראון ועם המרכז הרפואי אסותא, ד"ר לירן שלוש מהמחלקה לאימונולוגיה במכון ויצמן פיתח דרך להבחין בין אנשים בסיכון גבוה לפתח AML ואנשים עם פעילות מוטציונית שפירה.

ד"ר שלוש ועמיתיו בחנו את תאי הדם של 95 אנשים שלקו ב-AML בשלב מאוחר יותר, וביצעו ריצוף עמוק של גנים שחזרו והופיעו במוטציה. הפרופיל המוטציוני הכולל של חולים אלה היה שונה משל דגימות בקרה שנלקחו מאנשים בריאים.

הפרמטרים הגנטיים שהתגלו במחקרו של ד"ר שלוש שימשו ליצירת מודל שניבא במדויק הישרדות ללא AML. המודל הזה מסוגל לזהות סיכון טרום-AML שנים רבות לפני התפרצות המחלה, ויש לו פוטנציאל לעזור בעתיד בזיהוי המוקדם, בניטור המחלה ובהתערבות הטיפולית.

הפעילויות המתקיימות במרכז גרנד ממלאות את המשימה שלו כפי שהוגדרה עם ייסודו: לזרז את קצב המעבר של גילויים מדעיים מהמעבדה לקליניקה. "מראשיתו, מרכז גרנד נתפס כמקום שבו מדענים מתכנסים ומציבים לעצמם אתגרים במטרה להשיג השפעה ניתנת למדידה על התקדמות הביו-רפואה", אומר נשיא מכון ויצמן, פרופ' דניאל זייפמן. "אחרי שש שנים של גידול ושיתוף פעולה בינתחומי פרודוקטיבי ביותר, החזון הפך למציאות יומיומית, ואנחנו מתקדמים לקראת טיפול אישי יותר וטוב יותר".

להשקיע בעתידה ישראל

עבור ננסי וסטיבן גרנד, שנתנו למרכז המחקר את שמו, לא מדובר במחויבות פילנתרופית ערטילאית. בני הזוג גרנד, המתגוררים בסן פרנסיסקו, יודעים ממקור ראשון איך מדע הביו-רפואה המתקדם יכול להציל חיים – גם את חייו של סטיבן עצמו.

"לפני הרבה שנים אבחנו אצלי סרטן דם קטלני בשם מיאלומה נפוצה ונתנו לי שנתיים לחיות", הוא אומר. "בדיוק אז אישרו לשימוש תרופה חדשה למחלה הזאת. "אחרי שנטלתי את התרופה במשך כמה חודשים, הגעתי למצב של נסיגה מלאה של הסרטן, וזה מצבי עד היום".

התרופה, ולקייד, הייתה מבוססת על עבודתם של חתני פרס נובל פרופ' אברהם הרשקו ופרופ' אהרון צ'חנובר. "כשמכון ויצמן פנה אלינו וביקש שנתמוך ברפואה מותאמת אישית, התכנית היתה לבנות מרכז לאומי – מקום שירכז כישרונות במחקר המדעי והקליני מכל הארץ וייצור בעזרת מומחים מהתעשייה טיפולים ממוקדים שיעזרו לחולים בישראל ובעולם", אומר סטיבן. "זאת דרך חדשה לעשות ביו-רפואה, ואנחנו בטוחים שבטווח הארוך ההישגים יהיו עצומים".

"מדע הגנום פותח עולם שלם של אפשרויות כי הוא מאפשר להתבונן באבני היסוד של החיים, לזהות את מקור הבעיות הרפואיות וגם למצוא פתרונות. אבל בשביל להצליח צריך את הציוד הטוב ביותר ואת האנשים הנכונים. לכן, ננסי ואני מאוד שמחנו על הקמת הפלטפורמה הזאת".

מפעל הפילנתרופיה של בני הזוג גרנד כולל יוזמות אקדמיות, פרויקטים בנושאים יהודיים ורווחה חברתית. במכון ויצמן הם הקימו גם את מרכז גרנד לאבטחה וחישה. בסן פרנסיסקו הם הקימו את בית המשפחות על שם ננסי וסטיבן גרנד, המספק מגורים זמניים למשפחות מעוטות יכולת של ילדים חולי סרטן ומאפשר להורים להיות לצד ילדיהם המאושפזים לטיפולים. הזוג גם ייסד את מרכז התרבות היהודית באודסה באוקראינה – העיר שאביו של סטיבן ברח ממנה וניצל מהגורל המר שפקד קורבנות רבים כל כך בשואה.

"הדור של הוריי הרגיש קרבה גדולה לישראל, ואבי – שהיה נשיא הסניף המקומי של אגודת הטכניון באמריקה – הוריש לי את תחושת הקרבה הזאת", אומר סטיבן. "משום כך חשוב לנו כל כך להיות מעורבים במרכז הלאומי הישראלי לרפואה מותאמת אישית. אנחנו לא קוראים לתרומה שלנו מתנה, אלא השקעה בעתידה של ישראל".

המכון לגנומיקה על שם קראון

גישות גנומיות מודרניות עוזרות לפתור חלק מהחידות הגדולות ביותר של הרפואה, כאשר כלים שצמחו מתוך פרויקט הגנום האנושי עוזרים לגלות "תמונות פספורט" מולקולריות הקשורות לסרטן, לסוכרת, למחלות זיהומיות, למחלות נפש ולבעיות רפואיות נוספות. המחקר הגנומי מזין את הפרקטיקה הרפואית במידע ומשפר אותה כשהוא עוזר לרופאים לעשות עבודה טובה יותר בהתאמה בין החולים לטיפולים שהם צריכים. זאת, בקצרה, משימתו של המכון לגנומיקה על שם קראון.

השירותים המודולריים של מכון קראון כוללים ייעוץ ותכנון פרויקטים, הכנת דגימות לפי סוג, שירותי ריצוף וניתוח נתונים מבוסס ביואינפורמטיקה. על ידי שיתוף פעולה עם אנשים באקדמיה, בקהילה הרפואית ובתעשייה, מכון קראון עוזר לקבוצות חוקרים לקבל תשובות לשאלות המחקר שלהם ומקדם את הרפואה המותאמת אישית. מכון קראון הוקם בתרומתם הנדיבה של לסטר ורנה קראון.


לסטר ורנה קראון
 

המכון למיפוי חלבונים על שם דה בוטון

מיפוי חלבונים הוא זיהוי כלל החלבונים המתבטאים ברקמה מסוימת בתנאים מסוימים בזמן מסוים והוא עומד ביסוד הרפואה המותאמת אישית. במרכז גרנד פעילויות מדעיות כאלה מתבצעות במכון למיפוי חלבונים על שם דה בוטון.

במכון דה בוטון משתמשים בספקטרומטריית מסות ובטכנולוגיות מתקדמות נוספות כדי לבצע ניתוח מקיף של חלבונים בדגימות ביולוגיות. מומחי מכון דה בוטון עובדים בשיתוף פעולה הדוק עם צוותים מדעיים ממכון ויצמן ומחוצה לו, ויכולים לזהות ולכמת חלבוני low-abundance בכל סוגי השילובים ולאתר שינויים שקורים אחרי שהחלבון "נטבע" לפי הוראות ה-DNA.

המכון למיפוי חלבונים הוקם בתרומתה הנדיבה של מיאל דה בוטון, פסיכולוגית קלינית, אספנית אמנות וזמרת-יוצרת. היא למדה משפטים באוניברסיטת אוקספורד ופסיכולוגיה בפריס ועבדה בפריס כמטפלת קלינית ויועצת למכורים לסמים.


מיאל דה בוטון

המכון לביואינפורמטיקה על שם אילנה ופסקל מנטו

כשהכלים העומדים לרשות הביולוגים מתפתחים ומאפשרים לאסוף כמויות הולכות וגדלות של נתונים, האנליזה של ניסויים מדעיים יכולה להתבצע רק באמצעות פלטפורמה המשלבת מחשבים, כלי תוכנה ומסדי נתונים. זאת מהות הביואינפורמטיקה, וזאת המשימה של המכון לביואינפורמטיקה על שם אילנה ופסקל מנטו.

מומחי מכון מנטו במדע הנתונים, במתמטיקה, בביולוגיה ובהנדסת תוכנה עוזרים לחוקרים לענות על שאלות המחקר שלהם. מכון מנטו עובד עם החוקרים ממכון ויצמן ועם פיסיקאים ומדענים ממוסדות אחרים, ומספק תמיכת ביואינפורמטיקה לפְּרוֹטֶאומיקה, לסריקה בהספקים גבוהים ולאנליזה גנומית.

המכון לביואינפורמטיקה על שם מנטו הוקם בתרומתם הנדיבה של פסקל ואילנה מנטו.


פסקל ואילנה מנטו

המכון לגילוי תרופות על שם מוריס וויויאן וול

אם קשה למצוא מחט בערימת שחת, כמה קשה למצוא מולקולה אחת שיש לך ערך רפואי? זאת המשימה של המכון לגילוי תרופות על שם מוריס וויויאן וול במרכז גרנד.

צוות מכון וול מתמחה בתכנון וביצוע של ניסויים בהספקים גבוהים, והוא מתכנן ומבצע הליכי סריקה לזיהוי מולקולות שייתכן שיהיו, אחרי פיתוח נוסף, בסיס לתרופות חדשות ומועילות. יכולותיו של מכון ווהל נשענות על שלושה עמודים: "ספרייה" של תרכובות כימיות שאפשר לבדוק מולה את המולקולות, תכנון של הליכי בדיקה מותאמים ואוטומטיים, ותוכנה מתוחכמת לניתוח נתוני הניסויים. בזכות התשתית הטכנית המרשימה לסריקה מולקולרית יכולים חוקרי המכון ואקדמאים ממכוני מחקר אחרים ומחברות התרופות להסתמך על מכון וול בקידום גילוי תרופות.

מוריס וויויאן וול ז"ל, סנדקיו של מכון וול, ייזכרו בזכות מורשת התמיכה הענפה שלהם במדעי הרפואה, ברווחה ובחינוך.


מוריס וויויאן וול ז"ל

 

The Grand INCPM’s founding supporters are Nancy and Stephen Grand, Miel de Botton, Lester and Renee Crown, Ilana and Pascal Mantoux, the David and Fela Shapell Family Foundation, Maurice and Vivienne Wohl, and the Wolfson Family Charitable Trust

ד"ר ברטה סטרולוביצ'י

ד"ר ברטה סטרולוביצ'י