ד"ר מיכל אנדלמן גור

פרס לדוקטורנטים מצטיינים

ד״ר מיכל אנדלמן גור היא רופאה וחוקרת. לאחר שהשלימה את לימודיה (MD) באוניברסיטת תל אביב, הצטרפה למעבדתו של פרופ׳ נעם סובל במכון ויצמן למדע כסטודנטית לדוקטורט. עבודת המחקר שלה מתמקדת בפיתוח סמנים ביולוגיים לזיהוי מוקדם של מחלות נוירודגנרטיביות, בדגש על מחלת פרקינסון (PD) והסתמכות על הקשר ההדוק בין חוש הריח, נשימה אפית ותפקוד מוחי.

מחלת פרקינסון מאובחנת לעיתים קרובות רק לאחר הופעת התסמינים המוטוריים, אף על פי ששינויים נוירולוגיים שקשורים למחלה מתחילים זמן רב קודם לכן, שכן ירידה בחוש הריח במחלת פרקינסון עלולה להקדים את התסמינים המוטוריים בשנים רבות. מחקרה של מיכל שואף לתרגם אות מוקדם זה לפיתוח אבחון סקר מדויק וספציפי.

בשיתוף פעולה עם המרכז הרפואי תל אביב סוראסקי והמרכז הרפואי ע״ש אדית וולפסון, אנדלמן גור פיתחה שתי גישות משלימות לשיפור האבחון המוקדם במחלת פרקינסון. ראשית, היא ביססה את ״טביעת האצבע של חוש הריח״ – תבנית ספציפית וייחודית המסתמכת על האופן שבו אנשים תופסים יחסים בין ריחות ומשנים את דרך שאיפת האוויר בזמן ההרחה. כך, מיכל הדגימה דפוסים ייחודיים המסייעים להבחין בין ירידה בחוש הריח הקשורה לפרקינסון לבין ירידה בחוש הריח הנובעת מסיבות אחרות. שנית, בהתבסס על הצימוד הפיזיולוגי בין חוש הריח לנשימה, היא אפיינה את דינמיקת זרימת האוויר האפית בחיי היומיום וזיהתה שינויים בדפוסי נשימה הקשורים למחלת פרקינסון ולמחלות נוירודגנרטיביות נוספות.



עבודה זו מציעה גישות סקר לא־פולשניות וישימות בקליניקה, שעשויות לאפשר ייעוץ רפואי מוקדם יותר, לשפר גיוס לניסויים קליניים, ואף לסייע בהתערבות טיפולית עוד לפני הופעת התסמינים המוטוריים במחלת פרקינסון.

ניצן אפרמיאן

פרס לדוקטורנטים מצטיינים

ניצן הוא סטודנט במעבדתו של פרופ’ אביגדור אלדר באוניברסיטת תל אביב. מחקריו עוסקים ביחסי הגומלין בין חיידקים לבין הנגיפים (בקטריופאג’ים) המדביקים אותם. הבנה מעמיקה של מערכות יחסים אלו חיונית לפיתוח כלים לשליטה או להשמדה של קהילות חיידקים, ובפרט של חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה.



עבודתו של אפרמיאן מתמקדת בדילמות האבולוציוניות והאקולוגיות הנוצרות במאבק המתמשך בין חיידקים לנגיפים. מצד הנגיפים, מחקריו הדגימו כיצד נגיפים מתקשרים זה עם זה לצורך קבלת החלטות: הוא הראה כי נגיפים הנמצאים במצב רדום בתוך חיידק מתקשרים ביניהם, ועוברים להדבקה פעילה רק כאשר קיימים בסביבתם חיידקים שכנים שטרם הודבקו, ולכן מהווים מארחים פוטנציאליים. מהצד החיידקי, מחקריו חשפו מתח מובנה בין יכולתם של חיידקים להגן על עצמם מפני נגיפים לבין יכולתם לגדול ולשגשג בהיעדרם. הגברת הביטוי של מערכות חיסון חיידקיות מספקת הגנה מפני מגוון רחב של נגיפים, אך בו־בזמן עלולה לגרום לפגיעה אוטואימונית בחיידק עצמו.

בנוסף לתגליות ניסיוניות אלו, אפרמיאן תרם גם להבנה קונספטואלית רחבה של התחום: הוא סייע בפיתוח גישה לסיווג מערכות הגנה חיידקיות על פי תכונותיהן, ובהעמקת ההבנה של המגוון הרב הקיים במערכות תקשורת חיידקיות. השינויים התפיסתיים שהציע משפיעים על האופן שבו נחקר ומובן התחום כיום.

מעבר לפוטנציאל היישומי של מחקריו, ההתמקדות במערכת ניסויית פשוטה ומבוקרת מאפשרת לחשוף עקרונות כלליים ביחסי הגומלין בין יצורים חיים לבין הנגיפים המדביקים אותם.

רון שיינין

פרס לדוקטורנטים מצטיינים

רון שיינין הוא דוקטורנט למדעי המחשב באוניברסיטת תל אביב ועובד בהנחיה משותפת עם פרופ׳ רודד שרן מהחוג למדעי המחשב ופרופ׳ אסף מדי מהפקולטה לרפואה. שיינין מתמקד בפיתוח שיטות חישוביות מתקדמות מבוססות למידת מכונה לניתוח נתוני ביטוי גנים ברמת התא הבודד וברמה המרחבית במטרה להפיק תובנות ביולוגיות עמוקות ממידע מולקולרי מורכב.



טכנולוגיות ריצוף מתקדמות ברמת התא הבודד מאפשרות כיום לחקור סביבות ביולוגיות מורכבות, כגון סביבת הגידול הסרטני, ברזולוציה חסרת תקדים. עם זאת, המורכבות והיקף הנתונים מקשים על פרשנות ביולוגית ישירה. במחקרו פיתח שיינין פלטפורמות חישוביות, שמטרתן לסייע לחוקרים לנתח בצורה אינפורמטיבית נתונים, להבין את הדינמיקה בין סוגי תאים שונים ולזהות תהליכים ביולוגיים משמעותיים המתרחשים במצבי בריאות וחולי. 

במסגרת עבודת הדוקטורט שלו יצר שיינין כלים חישוביים המאפשרים לנתח קשרים בין אוכלוסיות תאים שונות בתוך סביבת הגידול הסרטני, ולהשוות כיצד קשרים אלו משתנים בין רקמה בריאה לרקמה חולה. בשיתוף פעולה עם המכון הגרמני לחקר הסרטן הופעלו שיטות אלו על מודל של סרטן מוח אגרסיבי מסוג גליומה, ונחשפה מערכת רגולטורית שעשויה לסייע בשיפור תוצאות של טיפולים ביולוגיים במחלה זו. בהמשך, הוא פיתח גם מערכת מבוססת למידה עמוקה המאפשרת ניתוח שינויים במסלולים ביולוגיים (קבוצות של גנים הפועלים יחד לביצוע פונקציה תאית מוגדרת, כגון חלוקת תא או תגובה חיסונית) בין סוגי תאים שונים ובהקשרים פתולוגיים מגוונים. מערכת זו מאפשרת לחוקרים להתמקד בתהליכים פונקציונליים ולא רק בגנים בודדים, וכך לקבל תמונה רחבה ואינטגרטיבית יותר של הדינמיקה הביולוגית במצבי מחלה.

שיינין מאמין כי בעידן של התפוצצות מידע גנטי וטכנולוגיות ריצוף מתקדמות, השילוב בין מדעי המחשב, למידת מכונה, ביולוגיה ורפואה הוא הכרחי. גישה בין-תחומית זו מאפשרת להפיק תובנות עמוקות יותר מהנתונים, לחשוף מנגנונים ביולוגיים סמויים, ולתרום להבנה טובה יותר של מחלות אנושיות ולפיתוח רפואה מדויקת ומבוססת נתונים.

יהונתן זומר

פרס לדוקטורנטים מצטיינים

יהונתן זומר הוא דוקטורנט במסלול MD-PhD בטכניון, ובוגר תואר ראשון במדעי המחשב מאוניברסיטת תל אביב. עבודת המחקר שלו מתבצעת בהנחיית פרופ׳ שי מנור מהפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים בטכניון, ופרופ׳ אורי אלון מהפקולטה לביולוגיה מולקולרית במכון ויצמן. במסגרת עבודתו זומר שואף לקדם את המחקר ואת הטיפול בסרטן באמצעות כלים מעולם ההנדסה והבינה המלאכותית.



אחד האתגרים היסודיים בחקר הסרטן הוא שאיננו יכולים לעקוב אחר התפתחות הסרטן בגוף. אנחנו תלויים בביופסיות כדי לדגום את הסרטן, אך ביופסיה נותנת לנו תמונה של הגידול רק בנקודת זמן אחת. בנוסף, בגידול סרטני בגודל סנטימטר יכולים להיות כמיליארד תאים מסוגים שונים: תאי הסרטן, מערכת החיסון, כלי דם ועוד. התאים השונים משפיעים אחד על השני ועל תאי הסרטן. המערכת המורכבת הזו מתפתחת לאורך חודשים ושנים.

במחקר שערך זומר ושהתפרסם בכתב העת Nature הוא מסביר את השיטה שפיתח לפיה אפשר להסיק כיצד הרכב הגידול צפוי להשתנות על פני זמן, וזאת מביופסיה בנקודת זמן אחת. האלגוריתם מנתח מדידות מרחביות של הרקמה, מבצע סימולציה וכך לומד כיצד תאים מסוימים משפיעים על קצבי החלוקה והתמותה של תאים שכנים. שיטה זו הצליחה לחזות תגובה לטיפול באמצעות ביופסיה משלב מוקדם בטיפול בסרטן שד. השיטה גם מעלה תיאוריה חדשה לגבי אופן הפעולה של מערכת החיסון כשהיא נתקלת בסרטן, ייתכן שמערכת החיסון נלחמת בסרטן בהתפרצויות הדומות לאלו שרואים במחלות אוטואימוניות מסוימות. החוקרים מקווים שהשיטה תסלול את הדרך לפיתוח תרופות שחוסמות מעגלי פידבק בין-תאיים שתורמים לסרטן, ותסייע להתאים טיפול יעיל בהתאם לדפוסי הפעילות של הרקמה.