14 / 51
14
טכנולוגיה ורפואה
ח
וקרים בטכניון פיתחו גישה חדשה לטיפול בהפרעות בקצב הלב
. המחקר
Nature Biotechnology
באמצעות אור. כך מדווח כתב העת
בוצע במעבדתו של פרופ’ ליאור גפשטיין בפקולטה לרפואה ומכון
המחקר ע”ש רפפורט בטכניון. פרופ’ גפשטיין עומד כיום בראש המחלקה
לקרדיולוגיה במרכז הרפואי רמב”ם.
הפרעות בפעולת תאי הקוצב, או במערכת ההולכה החשמלית של
הלב, עלולות להוביל להאטה משמעותית בקצב הלב ולהפרעה בסנכרון
פעולת ההתכווצות של חדרי הלב. מאחר שלמצבים אלו השלכות
רפואיות שליליות - חולשה, סחרחורת, עילפון, החמרה של אי ספיקת
הלב ואף סכנת מוות - פותחו במהלך השנים דרכי-התערבות מלאכותיות
בקצב הלב. הדרך המקובלת כיום היא השתלה של קוצב לב חשמלי,
המתקן את הפעילות המשובשת של מנגנון-הקצב הטבעי באמצעות
אלקטרודות המוחדרות לאזורים שונים בלב. עם זאת, לקוצב החשמלי
מגבלות רבות: סכנת זיהום, צורך בהליך ניתוחי פולשני, מגבלות על
מספר חוטי החשמל המחברים את הקוצב ללב ועל מיקומם, ירידה
אפשרית בתפקוד הלב כתוצאה משינוי דפוס ההפעלה החשמלית,
ומגבלות משמעותיות בהשתלות בילדים. לנוכח חסרונות אלו שוקדים
חוקרים רבים על פיתוחן של חלופות ביולוגיות לקוצב הלב החשמלי.
במאמר זה מתואר מחקר הבוחן שימוש בגישה אופטו-גנטית לטיפול
בהפרעות בקצב הלב. המחקר נערך על ידי ד”ר אודי נוסינוביץ, כחלק
שלו במעבדתו של פרופ’ גפשטיין בטכניון. בימים אלה
PhD
מעבודת ה-
משמש נוסינוביץ כרופא-חוקר המתמחה במח’ פנימית א’ ברמב”ם.
אופטו-גנטיקה מבוססת על שימוש בחלבונים הרגישים לאור (כגון
שמקורה באצות) שלא מצויים באופן טבעי בגוף
ChR
2
התעלה היונית
האדם, לצורך הפעלה או דיכוי (בדומה למתג חשמלי) של הפעילות
החשמלית של תאים אקסיטבילים (דוגמת תאי עצב או שריר) בעקבות
חשיפה לאור. השימוש בשיטות אופטו-גנטיות הביא למהפכה בחקר
המוח, והמחקר הנוכחי הוא מקרה ראשון של שימוש בגישה זו לצורך
תזמון וסנכרון-מחדש של פעימות הלב.
בניסוי, שבוצע בחולדות, כיוונו החוקרים תחילה אלומת אור כחול לאזור
והדגימו את היכולת לקצב את הלב באמצעות
ChR
2
בלב בו בוטא חלבון
הארת רקמת הלב בתדירות משתנה. בהמשך בוצע ניסוי מתקדם יותר, ובו
הופעל לב החולדה ממספר מוקדים שונים בו זמנית באמצעות אור, דבר
שהביא לשיפור משמעותי גם בסנכרון ההתכווצות של חדרי הלב.
פרופ’ גפשטיין מדגיש כי מדובר במחקר ראשוני, וכי “כדי לתרגם
את הגישה האמורה למישור הקליני עלינו להתגבר על כמה משוכות
משמעותיות. עלינו לשפר את החדרת האור דרך הרקמות, להבטיח
ביטוי רציף של החלבון בלב לאורך שנים, ולפתח מכשיר ייחודי שיספק
את התאורה הדרושה וכך יתזמן את קצב הלב. למרות כל זה, תוצאות
המחקר מדגימות את הפוטנציאל הרב הטמון בשיטות אופטו-גנטיות
כתחליף לקוצב הלב החשמלי וכן כאמצעי לסנכרון ההתכווצות של חדרי
הלב במקרה של אי-ספיקת לב.”
בתרשים: תחילה מוחדר הגן המקודד את החלבון
תלוי האור ללב, לאחר שתאי הלב מתחילים לבטא
את החלבון מואר האזור המתאים באמצעות
הבזקים של אור כחול. כל הבזק כזה מפעיל את
החלבון ומתזמן את קצב הלב כפי שניתן לראות
בתרשים האק”ג. הצבעים שבהם צבוע הלב
מתארים את התפשטות האות החשמלי מאזור
הקוצב המתהווה (אדום) לשאר חלקי הלב.
בתחתית התרשים - מפות חשמליות המתארות
את התפשטות האות החשמלי מאזור הקוצב
(אדום) בעקבות הארה על האזור. תחילה שתי
דוגמאות בהן אנו מפעילים את הלב מנקודה אחת.
בשתי התמונות השמאליות בשורת התמונות
מופעל הלב בנקודה אחת בלבד, בתמונה
השלישית משמאל הוא מופעל בו זמנית בשתי
נקודות, ובתמונה הימנית - במספר רב של נקודות
(בו זמנית) כדי לסנכרן את ההתכווצות לצורך
טיפול באי ספיקת לב
הצלחה ראשונה בסנכרון קצב הלב באמצעות אור
המואר
הלב
צילום: אדוארד קפרוב, רמב”ם