מוח על גבי שבב, שלב ראשון בדרך להבנת מחלות ניוון עצבים

כך אומר בראיון ל-CHIPORTAL ד”ר בן מעוז מהמחלקה להנדסה ביו-רפואית ובית ספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב, שבמסגרת מחקר שביצע ביחד עם חוקרים ממכון וייס, אוניברסיטת הרווארד ומכון KTH השבדי, יצר מודל המחקה את מעבר הנוזלים מהדם למוח האנושי באמצעות “איבר-על-שבב” (Organ-on-a-Chip). החוקרים פירקו את התפקודים של מחסום הדם מוח בין שני שבבים שונים, אך שמרו על קשר ביניהם ובדקו את התגובה ההדדית, בין היתר באמצעות הסם המסוכן קריסטל מת’

“אם נלך על תחזית מתחום המדע הבדיוני, השאיפה היא להגיע למצב של פיתוח אדם שלם על שבבים, כשכל שבב מייצג איבר אחר בגופו, כאשר ניתן יהיה לקחת תא מעורו, להפוך אותו לתא גזע וממנו לשאר התאים, ולאחר מכן לבדוק השפעה של תרופה על החולה הספציפי בעזרת האיברים על שבב”.” כך אומר בראיון ל-CHIPORTAL ד”ר בן מעוז מהמחלקה להנדסה ביו-רפואית ובית ספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב, שבמסגרת מחקר שביצע ביחד עם חוקרים ממכון וייס, אוניברסיטת הרווארד ומכון KTH השבדי, יצר מודל המחקה את מעבר הנוזלים מהדם למוח האנושי באמצעות “איבר-על-שבב” (Organ-on-a-Chip). תוצאות המחקר פורץ הדרך התפרסמו (ב’, 20.8.18) בכתב העת Nature Biotechnology.

“היתרון בחיקוי איברים על שבב הוא שניתן לחבר את כל השבבים הללו , למשל של כליות, לב ומעיים ולראות כיצד משפיעה תרופה לאיבר אחד על איברים אחרים, למשל את תופעות הלוואי של תרופה ללב על הכבד, סוג של מחקר שקשה מאוד לבצע בצורה אחרת. בנוסף, מכיוון שהתאים שאני עובד איתם הם תאים של אדם, היישות שאני בונה במעבדה, זה מיני אדם על שבב. במחקר הנוכחי בדקנו את המוח. המוח הוא איבר מורכב יש בו המון איזורים שלכל אחד תפקוד משלו, אבל יש מכנה משותף לכולם – הם מכילים עצבים המתקשרים עם כלי הדם באמצעות מחסום הדם-מוח. האיזור הזה מעניין במיוחד כי כל חומר כימי שיגיע למוח דרך הדם צריך לעבור את מחסום הדם-מוח. המחסום דואג שרעלנים וחיידקים לא ייכנסו. מצד שני אותו מנגנון מקשה גם על תרופות, מורכבות ממולקולות גדולות להכנס למוח.”

“לקחנו את האיזור הזה של האינטראקציה בין כלי הדם של המוח ותאי העצב של המוח ופרקנו אותו לשני שבבים – האחד מחקה את תאי העצב – הנוירונים – והשני את כלי הדם ושמרנו על התקשורת בין שני השבבים. המודל הזה מעניין מאוד חברות תרופות המחפשות תרופות למחלות נוירודגנרטיביות כגון אלצהיימר ופרקינסון, שקשה מאוד לרפא בגלל שאי אפשר להעביר את התרופות דרך מחסום הדם-מוח. ומלבד זאת זה כמובן מעניין את חוקרי המוח העוסקים במדע בסיסי.”

החוקרים לא בדקו את האפשרות לממשק מוח מחשב אלא את התגובות החשמליות והכימיות, אך לדברי ד”ר מעוז, ניתן יהיה להשתמש ב’מוחות על שבב’ כדי לפתח מערכות שיאפשרו ממשק בין הביולוגיה למכונה או מחשבים עצביים.