מודיעין צבאי, או עסקי, מאפשר לנו בדרך כלל להתכונן לבאות ביעילות, לבלום תהליכים לא רצויים, ולתמוך במגמות חיוביות. גילוי מוקדם של מחלות, ובהן סרטן, מאפשר לרפואה המודרנית מרווח זמן לטיפול, דבר שמגדיל במידה ניכרת את שיעורי ההחלמה. לכן, פיתוח שיטות מתקדמות לגילוי מוקדם של סרטן הוא מטרה שאליה מכוונים מדענים רבים במקומות שונים בעולם.
השיטה המקובלת כיום לסקר (screening) של סרטן הערמונית, למשל, מבוססת על שילוב של בדיקה ידנית, בדיקת אולטרה סאונד, ובחינת רמתו של חלבון מסוים המיוצר בערמונית (PSA) בדם. רמות גבוהות של החלבון עשויות להעיד על גידול בערמונית, אך גם על הימצאות גידולים שפירים. רגישותן ואמינותן של כל אחת מהבדיקות וגם של שלושתן במשולב אינה מספקת: במקרים רבים הן אינן מזהות גידול קיים, ובחלק ניכר מהמקרים יש "אזעקת שווא". אם לא די בכך, בדיקות אלה גם אינן מספקות שום מידע באשר לגודלו או למיקומו המדויק של הגידול, ועוד יותר חשוב מזה, הן אינן נותנות מידע על מידת האלימות של הגידול או השלב הקליני שלו. לכן, כיום מופנים הרבה מאד גברים מעל גיל 60 לבדיקת ביופסיית מחט, שלא אחת (למעשה, בשלושה מתוך ארבעה מקרים), מסתכמת בתוצאה שלילית, כלומר לא נמצאת הוכחה לקיומו של גידול סרטני (אם מכיוון שהוא אינו קיים, או שהבדיקה, המבוצעת בשיטה "עיוורת", לא פגעה בו). מכיוון שמדובר בבדיקה יקרה, מכאיבה, עם סיכונים לסיבוכים, מנסים מדענים רבים, במקומות שונים בעולם, למצוא לה תחליף לא פולשני.
מצב העניינים הזה, בצירוף העובדה שסרטן הערמונית, השכיח מאוד בקרב גברים מעל גיל 60, הוא המחלה הסרטנית השנייה בקטלנותה בקרב גברים, וכתוצאה ממנה מתים כ-250,000 בני-אדם ברחבי העולם מדי שנה, מעיד על הצורך בפיתוח שיטות סקר חדשות, שיאפשרו גילוי מוקדם, אמין ורגיש של המחלה, וכן זיהוי מקומו המדויק של הגידול, גודלו, שלב ההתפתחות שבו הוא מצוי, ומידת אלימותו.
פרופ' עמוס ברסקין וד"ר רחל צ'צ'יק, יחד עם ד"ר סנה שילשטיין ותלמיד המחקר מרקו קורטזי מהמחלקה לפיסיקה של חלקיקים ואסטרופיסיקה במכון ויצמן למדע, ובשיתוף עם ד"ר דוד ורצקי מהקרייה למחקר גרעיני בנחל שורק, פיתחו באחרונה גישה חדשה לגילוי של סרטן הערמונית. שיטה זו נבחנה בניסויים קליניים בשיתוף עם הרופאים פרופ' יעקב רמון, ד"ר אדוארד פרידמן, ד"ר גיל רביב, ד"ר אלכסנדר וולקוב וד"ר ניר קליינמן מהמרכז הרפואי על-שם שיבא בתל-השומר, וד"ר אביתר מוריאל, ד"ר מוניקה הוסר, ד"ר גבריאל קוגן וד"ר ואלרי גלדיש מהמרכז הרפואי קפלן ברחובות.
הגישה החדשה התפתחה ממחקרים בני כ-30 שנה, שהראו כי ריכוז האבץ - יסוד כימי המצוי בשפע באופן טבעי בבלוטת הערמונית - נמוך יותר אצל חולים בסרטן הערמונית שהגידול בהם מצוי בשלב מתקדם. בעשור האחרון הושגו תובנות על התפקיד שממלא האבץ בערמונית - התברר כי לחומר זה, בין היתר, תפקיד חשוב בשמירה על הרכבו הכימי של נוזל הערמונית המופרש מתאי האפיתל של הבלוטה.
בשלב הראשון ביקש צוות המדענים לבדוק, האם אפשר לזהות רמות מופחתות של אבץ בערמונית גם בשלביו המוקדמים ביותר של הגידול. אם אכן זהו המצב, ייתכן שזיהוי רמות נמוכות של אבץ יכול לשמש כסמן לגילוי מוקדם של סרטן הערמונית. החוקרים בדקו דוגמאות שנלקחו מכ-600 חולים שעברו בדיקת ביופסיה. ריכוזי האבץ בדגימות הערמונית נמדדו באמצעות מכשיר לבדיקת יסודות כימיים המבוסס על קרינתרנטגן, והושוו לממצאים ההיסטולוגיים (ממצאי הביופסיות). דו"ח המחקר, שהתפרסם בכתב-העת המדעי The Prostate, מראה שרמות נמוכות של אבץ בגידולי ערמונית ניתנות לגילוי כבר בשלב מוקדם מאוד של המחלה. החוקרים גילו גם, כי קיים מיתאם בין הירידה ברמות האבץ לבין מידת האלימות של הגידול: ככל שהגידול אלים יותר, כך הירידה ברמת האבץ משמעותית יותר. בנוסף, נמצא כי הרקמה הבריאה המקיפה את הגידול הכילה רמות רגילות ותקינות של אבץ. שלושת הממצאים האלה מראים, כי מדידת האבץ בערמונית ומיפויו עשויים להצביע הן על מיקומו המדויק של הגידול והן על מידת אלימותו.
במחקר עוקב, שממצאיו פורסמו בכתב-העת המדעי Physics in Medicine and Biology, בדקו המדענים האם דימות של ריכוזי האבץ בערמונית באמצעות קרני X ("רנטגן") יכול לשמש בסיס לאיבחון לא פולשני. כדי להעריך את יעילות השיטה בחנו החוקרים הדמיות ממוחשבות, המבוססות על ערכי אבץ שהתקבלו בניסויים הקליניים. ניתוח ההדמיות לא רק חשף את האזורים אשר בהם חלה הפחתה ברמות האבץ, אלא גם סיפק מידע על מידת ההפחתה והיקפה. כך הצליחו המדענים לאבחן אם הרקמות באזורים מסוימים סרטניות או בריאות, וגם לקבוע את מידת האלימות של הגידול, את גודלו, ואת מיקומו המדויק בבלוטת הערמונית.
על בסיס ממצאים אלה החלו המדענים בתוכנית מחקר ופיתוח לקידום פיתוחו של גשש לא פולשני, אשר ימפה את רמות האבץ בבלוטת הערמונית באמצעות הקרנת קרני X ("רנטגן"). המדענים סבורים, שהשיטה החדשה שפיתחו תאפשר לזהות גם גידולים קטנים, בעלי משמעות קלינית. המדענים מקווים שביצועיו של הגשש, כלומר, יכולתו לגלות ולזהות גידולים, יהיו טובים יותר ככל שהגידולים יהיו אלימים יותר.
ד"ר צ'צ'יק: "אנו סבורים שמערכת גילוי שתתבסס על מחקרינו תוכל גם – באמצעות מתן מידע על אלימותו, גודלו ומיקומו של הגידול - להצביע על האפשרות שהוא התפשט לאזורים אחרים, מחוץ לבלוטת הערמונית. ממצאיה של מערכת כזאת יסייעו גם בקבלת ההחלטה אם וכיצד לבצע דגימות רקמה (ביופסיה), תוך מניעת ביצוע בדיקות כאלה שלא לצורך. המידע על מיקום הגידול עשוי להגדיל במידה משמעותית את רגישות בדיקת הביופסיה באמצעות הכוונת המחטים לאיזור החשוד". פרופ' ברסקין: "השיטה עשויה לסייע בעתיד בקבלת החלטות קליניות, ולשמש גם להכוונת כלים טיפוליים במחלה. לאחר הטיפול תוכל המערכת לשמש גם למעקב לא פולשני אחר יעילות הטיפול שנבחר".
כמו לוליין על חבל
כיצד מתמרנת המערכת החיסונית על החבל הדק הזה? שאלה זו נבדקה במחקר של פרופ' סטפן יונג עם תלמידת המחקר טגסט אייצ'ק ותלמידי המחקר (דאז) ד"ר חן ורול, וד"ר אלכסנדרה ולון-אברהארד, והחוקר ד"ר גיא שחר - כולם מהמחלקה לאימונולוגיה במכון ויצמן למדע, וד"ר ערן אלינב, רופא במכון לגסטרואנטרולוגיה במרכז הרפואי תל-אביב על-שם סוראסקי, שסיים לימודי דוקטורט במכון ויצמן למדע.
מחקרים קודמים ביססו את ההבנה כי תאים דנדריטיים - סוג מסוים של תאים חיסוניים המצוי בקביעות ברקמות הבאות במגע ישיר עם הסביבה החיצונית, כמו העור או השכבה החיצונית של המעי - הם שאחראים על הפעלת התגובה החיסונית ועל ויסותה. עוד התברר, כי קיימים מספר סוגים של תאים דנדריטיים. בניסויים שהתבצעו במבחנה התגלה, כי תאים דנדריטיים מסוגים שונים הם בעלי תכונות שונות, מה שהוביל להנחה כי כל סוג ממלא תפקיד שונה. עם זאת, כדי להבין באופן מפורט ומדויק את תפקידם של תאים דנדריטיים מסוגים שונים, יש לבחון את פעילותם בחיה שלמה, ועד כה התבצעו רק ניסויים ספורים מסוג זה.
באמצעות שימוש בשיטות שפותחו בעבר במעבדתו של פרופ' יונג - המאפשרות לו לבצע מניפולציות גנטיות בתאים דנדריטיים ובחיות שלמות - הצליח צוות המדענים לשפוך אור על התפקיד החשוב שממלאים שני סוגים של תאים דנדריטיים המצויים במעי, ועל האופן בו הם פועלים ביחד כדי לשמור על האיזון בין סבילות חיסונית לבין התפרצות דלקת במעי. שני מיני התאים הדנדריטיים שייכים אמנם לאותה משפחה של תאים חיסוניים, אולם החוקרים גילו כי מוצאם הוא בשני "אבות מייסדים" נפרדים - דבר שעשוי להסביר את השוני בתכונותיהם ובתפקידיהם.
החוקרים יצרו עכברים מהונדסים גנטית שאינם מכילים תאים דנדריטיים כלל. לאחר מכן הם "שתלו" תא-אב של תאים דנדריטיים מסוג מסוים (מונוציט) בקבוצת עכברים אחת, ותא-אב מסוג אחר (לא-מונוציט) בקבוצה שנייה, והניחו לתאים אלה להתמיין ולהתרבות לאוכלוסייה חדשה של תאים דנדריטיים. החוקרים גילו, כי בכל אחת מקבוצות העכברים התפתחה אוכלוסייה של תאים דנדריטיים מסוג אחר - וכך הוכיחו כי מקורם של שני סוגי התאים הוא בתא-אב שונה.
פרופ' יונג: "התוצאות שלנו מדגישות את חשיבות שיווי המשקל בין אוכלוסיות התאים הדנדריטיים במעי כתנאי לתיפקוד תקין של מערכת העיכול. מעבר לזאת, הצלחנו להוכיח את התפקיד החשוב שממלא TNF המיוצר בתאים דנדריטיים בהתפתחות דלקת במעי. הממצאים שלנו מראים, כי התאים הדנדריטיים שמקורם אינו במונוציטים מונעים את ההשפעה הדלקתית של התאים הדנדריטיים מייצרי ה-TNF, שמקורם במונוציטים. למידע החדש שסיפקנו על זהות תא-האב המוביל להתפתחות כל אחד מסוגי התאים הדנדריטיים עשויה להיות משמעות רפואית: ייתכן כי בעתיד רופאים יוכלו להשפיע על שיווי המשקל בין סוגי התאים הדנדריטיים במעי, וכך להפחית את רגישות החולה לדלקת מעי. כדי להגיע לשלב זה, דרוש מחקר רב נוסף, ונדרשת הבנה עמוקה יותר של יחסי הגומלין של התאים הדנדריטיים עם תאים חיסוניים אחרים - כמו תאים מסוג T ו-B, וכן עם אוכלוסיית החיידקים המצויה במעי"