פיתוח בטכניון: אף אלקטרוני מגלה סרטן בנשימת החולה

חוסם חאיק שפיתח ננו חיישנים המבוססים על מעגלים זעירים ערך ניסוי בקרב 177 מתנדבים, חלקם חולי סרטן וחלקם בריאים וזיהה מספר סוגי סרטן
.

אף אלקטרוני עשוי בקרוב לגלות סרטן תוך שימוש במערך חיישנים ננומטרייםש תוכנן בטכניון בחיפה. המכשיר, בגודל של משאף, משתמש במערך של ננו חלקיקי זהב על סיליקון כדי לזהות לא רק את נוכחות הסרטן אלא גם את הסוג המסוים שלו.

מערך הננו חיישנים נוצר באמצעות אלקטרודות זהב שסודרו בתבנית מעגלית והושקעו בידי קרן אלקטרונים לתוך פרוסות הסיליקון שנעטפו בחומצה תרמית. במכשיר, בקנה מידה מילימטרי מופרדות האלקטרודות במרחק של 20 מיקרון זה מזה – כל אחת עטופה בננו חלקיקים המארחים קולטנים שנועדו למשוך את הסוגים השונים של המולוקלות סמנות הסרטן בנשימה.

המערכת מולבשת על מעגל מודפס בתוך המשאף. כאשר הוא נחשף לנשיפת החולה, כל המולקולות התופסות את החיישנים על הננו חלקיקים משנות את המוליכות החשמלית של האלקטרודות וכך ניתן לזהות את סוג הסרטן.

בניסוי בו השתתפותו 177 מנדבים הצליח מערך הננו-חיישנים להבדיל בין נשימה של אנשים בריאים לבין אלו שיש להם סרטן הריאות, השד, המעי והערמונית. החישה דורשת רק מעט מולקולות מתוך מיליארד מולקולות כדי לגלות את המצב הסרטני. בשלב הבא החוקרים מבקשים לפתח גרסה קלינית שתוכל לשמש במהלך בדיקות רפואיות שגרתיות ואשר תוכל לא רק לגלות סרטן פעיל אלא גם לספק אזהרות ראשוניות באמצעות גילוי מצבים טרום סרטניים.
ד”ר חוסאם חאיק, מהפקולטה להנדסה כימית ומכון ראסל ברי למחקר בננו-טכנולוגיה בטכניון, מוביל קבוצה של מדענים משמונה אוניברסיטאות וחברות אירופאיות שקיבלה מהאיחוד האירופי מענק בסך 5.3 מיליון יורו, לפיתוח דור חדש של חיישנים ננומטריים למיון, אבחון ומעקב אחרי מחלת סרטן הריאות. מתוך סכום זה יקבלו חוקרי הטכניון יותר ממיליון וחצי יורו. בשנת 2006 קיבל ד”ר חאיק 1.73 מיליון יורו, כאשר מחקרו היה בתחילת דרכו. אלה המענקים הגדולים ביותר שקיבל מדען ישראלי מהאיחוד האירופי.

החיישנים הננומטריים נועדו בשלב הראשון לאבחן סרטן ריאות מהבל פה ו/או מרקמות סרטניות שנלקחו מגוף הנבדק. “החיישנים הננומטריים יגיבו עם ביו-סמנים ייחודיים שנמצאים בהבל פה ו/או ברקמות סרטניות. כתוצאה מכך החיישנים הננו-מטריים ישלחו סיגנלים חשמליים למערכת עיבוד אותות מתוחכמת שתאפשר, בין היתר, אבחון סרטן הריאות, תת-קטגוריה של סרטן הריאות, ושלב המחלה. כמו כן, המערכת עשויה לאפשר ניבוי הסיכויים של בן אדם בריא לחלות בסרטן הריאות בעתיד” מסביר ד”ר חאיק. “האבחון יוכל להתבצע בשלב מוקדם מאוד של המחלה, עוד לפני שהגידול מתחיל להתפשט. אז הטיפול יהיה מיידי ויחסל את המחלה בעודה באיבה. ההתקן אינו פולשני ופשוט לשימוש”.

ד”ר חאיק עושה שימוש בננו-חומרים רגישים המשולבים בתבניות טרנזיסטורי אפקט שדה אשר “מאומנים” לזהות סימנים של סרטן ריאות. יתירה מזאת – בעקבות הפיתוחים החדשניים של ד”ר חאיק וצוותו – מקווים החוקרים כי יצליחו לזהות סרטן ריאות אפילו עוד לפני התפתחות הגידול.
התאגיד האירופאי כולל קבוצות מחקר וחברות מובילות מישראל, גרמניה, אנגליה, הולנד, אוסטריה, וספרד. קבוצה ישראלית אחרת שמשתתפת בתאגיד היא קבוצתו של ד”ר ניר פלד מהמרכז הרפואי ע”ש רבין ומאוניברסיטת ת”א. ד”ר פלד סיים את לימודי הרפואה בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון ואת התואר “ד”ר למדעים” עשה בהנחייתו של פרופסור פרץ לביא, כיום נשיא הטכניון. דר’ פלד שוהה כעת באונ’ דנבר שבקולורדו בתת התמחות בסרטן ריאות ועתיד לחזור לארץ בקרוב.

ד”ר חאיק, בן 34, עשה את הדוקטורט בהנדסה כימית בטכניון ושב אליה כחבר סגל, מ – CALTECH בארה”ב, שם עשה את הבתר-דוקטורט. מאז שהצטרף לטכניון באוקטובר 2006 זכה ד”ר חאיק ביותר מ-21 פרסים ואותות כבוד. בין היתר, הוא נבחר לרשימת 35 המדענים הצעירים המובילים בעולם בשנת 2008 ע”י כתב העת המדעי היוקרתי MIT’s Technology Review. במרץ 2010 העניקה הממשלה הצרפתית לד”ר חאיק אות “אביר” במסדר האקדמיים – Chevalier dans l’Ordre des Palmes académiques) אות אשר יוסד ע”י נפוליון בונאבארט ב- 1808 להוקרת מדענים ואקדמאים חלוצים בתחום המדע והחברה ואשר נחשב לאחד מאותות ההוקרה האזרחיים העתיקים בעולם).