מגזין הטכניון | סתיו 2020

28 מיקרוסקופיה: הדור הבא ח וקרים בפקולטה להנדסה ביו-רפואית פיתחו שיטה חדשנית לדימות תלת-ממדי של תהליכים ננומטריים - למשל בתוך תאים חיים הנעים בזרם הדם. המחקר, שנערך בקבוצת המחקר של ד”ר יואב שכטמן בהובלת הפוסט- דוקטורנט ד”ר לוסיאן וייס, התפרסם בכתב העת . Nature Nanotechnology היוקרתי לדברי ד”ר שכטמן, “המטרה שלנו היא לאפשר דימות תלת-ממדי בתוך תאים חיים בתנאים המדמים את סביבתם הטבעית, וחשוב לא פחות - לעשות זאת בתפוקה גבוהה, כלומר בקצב מהיר. זהו אתגר עצום, כי מיקרוסקופיה תלת-ממדית מצריכה לרוב זמן ממושך וסריקה כלשהי. כאן עשינו זאת מתמונה בודדת ותוך כדי זרימה.” הניסויים במערכת החדשה נערכו על מולקולות די- אן-איי בתאי שמרים חיים ועל תאי דם לבנים עם חלקיקים ננומטריים מהונדסים שסיפקה מעבדתו של פרופ’ אבי שרודר מהפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון. תמצית ההישג: דימות תלת-ממדי, ברזולוציה גבוהה של יותר מאלף תאים בדקה. ד”ר שכטמן מסביר כי “להצלחה הזאת יכולים להיות יישומים חשובים מאוד בהקשר של מדע בסיסי, למשל בהבנת המבנה התלת-ממדי של די-אן-איי בתוך תא חי, אבל גם בתחום של ננו-רפואה, כלומר בטיפול רפואי המבוסס על חלקיקים ננומטריים מהונדסים כפי שמפתחים במעבדה של פרופ’ שרודר. כך למשל נוכל למדוד באמצעות הטכנולוגיה החדשה את קצב הבליעה של חלקיקים תרפויטיים כאלה בתא החי, לעקוב אחר התפזרותם בתא ולנטר את השפעותיהם עליו. כיום יש שיטות למיפוי ולמדידה של תאים, אבל השיטות המאופיינות בתפוקה גבוהה מספקות תמונה חלקית ודו-ממדית. הטכנולוגיה שלנו משלבת את היתרונות של השיטות השונות ומספקת תמונה תלת-ממדית בקצב גבוה.” הטכנולוגיה החדשנית מבוססת על הנדסה מחדש - מכשיר דימות מתקדם שנרכש ImageStream של במאות אלפי דולרים על ידי המרכז הבין-תחומי למדעי החיים וההנדסה ע”ש לורי לוקיי בטכניון. מכשיר זה משלב שתי טכנולוגיות שונות - ציטומטריית זרימה ומיקרוסקופיה פלורוסנטית - וכך מאפשר לבצע אנליזה של תאים בקצב גבוה. לדברי ד”ר שכטמן, “קצב הדגימה וכמות התאים הנדגמים חשובים מאוד בהקשר הביולוגי, כי ניסוי ביולוגי הוא תמיד ‘רועש’ ולא מדויק, וכדי להסיק https://www.nature.com/articles/s41565-020-0662-0 למ אמר: לתוך התא מסע ד”ר יואב שכטמן ד”ר לוסיאן וייס בפקולטה להנדסה ביו-רפואית פיתחו מערכת לדימות תלת-ממדי של תהליכים ננומטריים בתאים חיים