חדשות

בטכניון פותחה טכנולוגיה לפיענוח הפרופיל החלבוני של תא בודד

מיפוי מדויק של חלבונים בתא בודד יאפשר לאבחן מגוון מחלות בשלב מוקדם ועשוי לסייע באבחנה בין גידולים סרטניים שונים ובהתאמת טיפול אופטימלי לגידול ספציפי

פרופ' עמית מלר, הפקולטה להנדסה ביורפואית בטכניון. "טכנולוגיה זאת תוביל לפיתוח בדיקות רפואיות רגישות במיוחד שיאפשרו אבחון מוקדם של מגוון מחלות". צילום: ניצן זהר/ הטכניון

חוקרים בטכניון ושותפיהם בחו"ל מציגים מתווה לפיענוח הפרופיל החלבוני של תא בודד. מאמר סקירה של קבוצת המחקר הבינלאומית, שראה אור לאחרונה בכתב העת Nature Methods, מתאר את הפיתוחים החדשים ביותר בתחומים אלה.

לזיהוי הפרופיל הגנטי של תאים בודדים יש ערך מחקרי ויישומי רב, וההישגים בתחום זה מסייעים להבין את השונות הרבה בין תאים שונים. עם זאת, בניגוד להצלחות בחקר הפרופיל הגנטי של תא בודד, פיענוח הפרופיל החלבוני של התא הבודד היה עד כה בגדר מטרה בלתי ממומשת. מדובר ביעד משמעותי מאוד לא רק מבחינה מחקרית אלא גם מנקודת הראות הקלינית, שכן מיפוי מדויק של חלבונים מאפשר לאבחן מחלות בשלב מוקדם, שבו רמת החלבונים עדיין נמוכה מכדי להתגלות באמצעים הקיימים. מיפוי כזה עשוי לסייע גם באבחנה בין גידולים סרטניים שונים וכך להתאים טיפול אופטימלי לגידול הספציפי.

שיתוף הפעולה שהוביל למאמר הנוכחי החל בכנס בינלאומי בראשותו של פרופ' עמית מלר מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית, אחד המחברים הראשיים במאמר. הכנס, SMPS19י(Single Molecule Proteins Sequencing), נערך בירושלים בשנת 2019.

במאמר ב-Nature Methods מתארים החוקרים את הטכנולוגיות העתידיות של ריצוף וזיהוי חלבונים ברמת המולקולה הבודדת לצד חידושים בשיטות קיימות כגון ספקטרומטריית מסה. מעבדת מלר בטכניון מפתחת, לדוגמה, חיישנים ננומטריים הכוללים ננו-תעלות וננו-חרירים המאפשרים חישה ישירה של חלבונים בודדים (ראו איור).

החלבונים מסומנים בצבענים, וכאשר הם מוזרמים דרך החיישן, מערכת אופטית מתוחכמת קוראת את הסמנים. האות האופטי עובר עיבוד וניתוח במערכת מבוססת למידה עמוקה שגם היא פותחה במעבדה, וכך מתאפשר זיהוי החלבון.

להערכת פרופ' מלר, יכולת זאת תאפשר זיהוי וכימות של רוב החלבונים בדגימה הנבדקת והפקה של הפרופיל החלבוני של הדוגמה – לרבות חלבונים שאינם נמצאים בה בשיעור גבוה. "טכנולוגיה זאת וטכנולוגיות כדוגמתה יובילו בעתיד להבנה עמוקה יותר של תהליכים ביולוגיים ולפיתוח בדיקות רפואיות רגישות במיוחד שיאפשר אבחון מוקדם של מגוון מחלות", ציין מלר.

את המחקר הטכניוני הוביל, כאמור, פרופ' מלר ועל המאמר חתומים גם ד"ר קסנדר ון קוטן והדוקטורנט שילה אוחיון, חוקרים בפקולטה להנדסה ביו-רפואית. המחקר נתמך על ידי האיחוד האירופאי (מענק ERC במסגרת תכנית Horizon 2020 של הנציבות האירופאית למחקר), קרן המדע הלאומית (ISF) ותכנית Azrieli fellowship.

נושאים קשורים:  ביו-רפואה,  הנדסה ביו-רפואית,  הטכניון,  פרופ' עמית מלר,  מחקר ישראלי,  חדשות
תגובות