ברוריה סמואל

פרס לדוקטורנטים מצטיינים

ברוּריה סמואל היא דוקטורנטית במעבדתו של פרופ' דודו בורשטיין באוניברסיטת תל אביב. מחקרה עוסק בהבנת מנגנוני הפצתם של פלסמידים, מולקולות דנ"א טבעתיות קטנות הנמצאות בחיידקים. פלסמידים רבים מקודדים גנים המקנים עמידות לאנטיביוטיקה, ומקשים מאוד על הטיפול בזיהומים חיידקיים, ועל כן הם נחשבים לאיום ממשי על בריאות הציבור. במחקרה חשפה ברוּריה כי ה"אזור המוביל" של הפלסמיד, שהוא מקטע הדנ״א המועבר ראשון לחיידק המקבל, הוא גורם מרכזי בתהליך ההפצה. אזור זה מועשר בגנים המאפשרים לפלסמיד לעקוף את מערכות ההגנה הטבעיות של החיידק. מערכות הגנה אלו, כגון קריספר, הן מעין מערכת חיסון חיידקית שמגנה על החיידק מפני חדירת חומר גנטי זר.

באמצעות ניתוח של מאגרי נתונים גנומיים ומטא-גנומיים נרחבים ובעזרת שילוב של כלים ביואינפורמטיים מתקדמים וניסויי מעבדה, גילתה ברוּריה כי אזור מוביל זה פועל כ״אי״ של גנים המנטרלים את מנגנוני ההגנה של החיידקים. מנגנון זה מאפשר לפלסמיד לפלוש לחיידק המקבל ולהתבסס בו. גילוי זה שופך אור על תהליכי הפצת פלסמידים, ומאפשר הבנה מעמיקה יותר של יחסי הגומלין המורכבים בין מערכות ההגנה של החיידקים לבין מנגנוני ההתחמקות של הפלסמידים. 



אם כן, ממצאי מחקרה של ברוּריה תורמים להבנתנו את "מרוץ החימוש" המתמשך בין חיידקים לפלסמידים, ומספקים תשתית לפיתוח כלים ביוטכנולוגיים ורפואיים חדשים, כגון מערכות יעילות להעברה ומניפולציות גנטיות באוכלוסיות טבעיות. אין ספק שממצאי המחקר אף תורמים לביסוס אסטרטגיות חדשניות למאבק בעמידות לאנטיביוטיקה.

ד"ר אנה גורביץ'-שפירא

פרס לדוקטורנטים מצטיינים

ד"ר אנה גורביץ'-שפירא היא רופאה במכון ההמטולוגי, וסטודנטית לדוקטורט בהנחייתם של פרופ' עידו עמית במכון ויצמן למדע ופרופ' עירית אביבי, מנהלת המכון ההמטולוגי במרכז הרפואי תל אביב. אנה היא בוגרת תואר דוקטור לרפואה (MD) מאוניברסיטת תל אביב ותואר שני (MPhil) ביחסים בין-לאומיים מאוניברסיטת קיימברידג'. אנה שואפת לקדם את הטיפול בממאירויות המטולוגיות באמצעות חקר מנגנוני עמידות לאימונותרפיה באמצעות טכנולוגיות אימונוגנומיקה ברמת התא הבודד (single cell immunogenomics).

אנה בוחנת סמנים תאיים ומולקולריים לתגובה לטיפול בתאי–T CAR, טיפול הרותם את תאי מערכת החיסון להילחם בסרטן. תאים אלו הם תאי מערכת החיסון, שמקורם בדמו של המטופל והם מהונדסים לזהות ולתקוף את התאים הסרטניים בגופו. טיפול זה שיפר משמעותית את סיכויי ההחלמה של מטופלי לימפומה העמידה לטיפולים אחרים. עם זאת, 60% מהמטופלים חווים הישנות, ורבים סובלים מתופעות לוואי. היכולת לזהות את המטופלים שירוויחו מגישה טיפולית זו, תתרום לשיפור יעילותו של הטיפול ובטיחותו.

במסגרת מחקר רב-מרכזי עם המרכז הרפואי תל אביב-סוראסקי, שיבא ו-Memorial Sloan Kettering Cancer Center בארצות הברית, אנה ניתחה דגימות דם ברמת התא הבודד, תיארה את קשת תאי מערכת החיסון במטופלים השונים, וזיהתה את הקשר בין הרכב תאי מערכת החיסון לתגובת המטופלים לטיפול. המחקר חשף לראשונה חתימה תאית ומולקולרית, אשר מנבאת את הצלחת הטיפול. בהתבסס על חתימה זו, הובילה אנה צוות רב-תחומי לפיתוח ולתיקוף של מודל חיזוי המבוסס על למידת מכונה, וכולל את הדגמת פוטנציאל השימוש בו ככלי לחיזוי הצלחת הטיפול.

הטיפול התאי צפוי להתרחב בשנים הקרובות לעשרות מטופלים נוספים המאובחנים בממאירויות המטולוגיות ובמחלות אוטואימוניות. ממצאי המחקר מסייעים לצוות הרפואי לגבש תוכנית טיפול מותאמת אישית על בסיס מידע מולקולרי, ובכך תורמים לשיפור חיי המטופלים. 

ארז ירמיה

פרס לדוקטורנטים מצטיינים

ארז ירמיה הוא סטודנט במעבדתו של פרופ' רותם שורק במכון ויצמן למדע. במסגרת מחקריו הוא עוסק בחשיפת הדרכים, שבהן וירוסים מצליחים להתגבר על מנגנוני ההגנה של האורגניזם המותקף. המחקר של ארז מקדם פיתוח אסטרטגיות חדשניות להתמודדות עם "המגפה השקטה" של חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה, הגורמת למותם של יותר מ-750 אלף אנשים מדי שנה.

אחת השיטות המבטיחות לטיפול בזיהומים עמידים לאנטיביוטיקה היא תרפיית פאג'ים – שיטה שבה נעשה שימוש בווירוסים ספציפיים (המכונים פאג'ים), שתוקפים ומשמידים חיידקים כתרופה לטיפול בזיהומים עמידים לאנטיביוטיקה. אחד האתגרים המרכזיים בתרפיית פאג'ים הוא היכולת של חיידקים להגן על עצמם מפני פאג'ים באמצעות מערכות חיסון מורכבות ורב-שכבתיות. ארז זיהה משפחות מגוונות של חלבונים ויראליים, שמנטרלים את מערכות החיסון החיידקיות הנפוצות ביותר. הוא הדגים שפאג'ים מהונדסים, שמבטאים את אותם החלבונים מסוגלים להתגבר על מערכות חיסון חיידקיות, ולתקוף טווח חיידקים רחב במיוחד. בדרך זו אפשר להשתמש בהם לטיפול בזיהומים, שאינם ניתנים לריפוי בשיטות אחרות.



בנוסף, ארז פיתח מערכת מבוססת בינה מלאכותית לחיזוי מבנים של חלבונים, שבאמצעותה אפשר לסרוק מיליוני גנומים ויראליים, וכן לזהות חלבונים שמנטרלים מנגנוני הגנה רבים. בשיטה זו התגלו חלבונים ויראליים שיוצרים אינטראקציה עם מרכיבים מרכזיים במערכת החיסון האנושית, ופועלים כ"מתגים" המווסתים את פעילותה. הגילויים של ארז חושפים תובנות חדשות בביולוגיה ויראלית, והם משמשים בסיס לפיתוח כלים לטיפול בזיהומים עמידים לאנטיביוטיקה ולוויסות תהליכים חיסוניים לצורכי מחקר ורפואה.

עדן אינגל

פרס לדוקטורנטים מצטיינים

עדן אינגל היא דוקטורנטית במסלול MD-PhD המשלב לימודי רפואה ומחקר. עדן לומדת במסגרת תוכנית העתודה האקדמית 'צמרת' באוניברסיטה העברית וסיימה לאחרונה את לימודי הרפואה. במחקרה, עדן משלבת ידע קליני, עבודה מעבדתית ואנאליזות חישוביות, כדי לשפר את ההבנה שלנו במחלות בבני אדם. עבודת המחקר של עדן מבוצעת בהנחייתם של ד"ר יותם דרייאר ופרופ' מעיין סלטון, ומתמקדת בתהליך עריכת רנ"א הנקרא 'שחבור חליפי' (alternative splicing) ובתפקיד שלו בהתפתחות מחלות שונות כמו ניוון שרירים, אוטיזם וסרטן.



מחקרה העיקרי של עדן עסק בהבנה כיצד פגמים במנגנון 'השחבור החליפי' משפיעים על התפתחות ניוון שרירים מסוג FSHD. במחקר זה התגלה תפקיד חדש לגן הפגום במחלה זו-SMCHD1, כבקר עיקרי של תהליך 'השחבור החליפי' בתא. במחקר נחשף כי המנגנון להתפתחות המחלה קשור בשינויים בתהליך השחבור הגורמים לשינוי תפקודי בחלבוני מפתח בתא. שינויים אלו מובילים בסופו של דבר לביטוי יתר של חלבון הרעיל לתאי שריר וגורמים לניוון שרירים. גילוי זה מהווה בסיס לפיתוח טיפולים מבוססי תיקון שחבור לטיפול במחלת FSHD, שכרגע היא חשוכת מרפא.

מחקר נוסף שהובילה עדן כלל לראשונה אפיון של סינדרום עיכוב התפתחותי ושל אוטיזם הקשור לפגמים גנטיים בגן WBP4, שהוא חלבון מפתח בתהליך השחבור בתאים. במחקר נבדקה השאלה כיצד הפגמים הגנטיים ב-WBP4 משפיעים על תהליך השחבור של גנים רבים הקשורים בהתפתחות ובתפקוד המוח, וגורמים להתפתחות המחלה. מחקר זה תרם הן לחולים עצמם והן למשפחות החולים בתסמונת זו, שכן הבנת המחלה הובילה לביצוע בדיקות גנטיות מתאימות. המחקר של עדן תרם גם להבנה כוללת של תפקיד השינויים בשחבור חליפי באוטיזם ובמחלות התפתחותיות.