חיקוי החיים
26 באפריל, 2018 | נכתב על ידי: לאו לאגוס
בעז מזרחי העביר הרצאה על חומרים בהשראת הטבע.
המדע לא מנסה רק להסביר את העולם שמסביבנו, אלא גם משתמש בזה כהשראה. לאחר שהוזמן על ידי אוניברסיטת אורט, אתמול בעז מזרחי, פרופסור משנה בפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון, ישראל, העביר את ההרצאה “חומרים בהשראה ביולוגית: יסודות ויישומים”. שעות קודם לכן, מזרחי קיבל אותנו במעבדת הביוטכנולוגיה ש”אורט” חנכו בסוף השנה שעברה יחד עם שלושת האחראיות לביקור שלו: שתי סטודנטיות לביוטכנולוגיה, שיחד עם העזרה של המרצה לורנה בנטנקור, ביצעו חלק מהתזה שלהם במעבדה בטכניון הממוקמת בחיפה. “הן היו סטודנטיות מצוינות”, אומר מזרחי. השהות שלו מתרחשת במקביל למבחן הגנת התזה של שתי הסטודנטיות שעברו במעבדה שלו והוא מקווה לשלב את המחקר של המעבדה מאורוגוואי יחד עם שלו “על מנת להתקדם בפרויקטים חדשים”. על מדע, מימון, השראה מהטבע ואפילו על עתיד האנושות, דיבר מזרחי, בין צחוק ונימה שהייתה מסבירת פנים כמו שהיא הייתה לימודית.
במעבדה שלך מתעניינים בפיתוח ביו-חומרים וכלים כימיים, ואתה אומר שהם בהשראת הטבע. איך ההנדסה מושפעת מביולוגיה?
הנדסה שמושפעת מהטבע היא תחום מדעי חדש. הטבע הוא עצום, ולקח לו מיליוני שנים לפתח פתרונות, לכן יש לו את הניסיון והוא עולה עלינו. הניסויים שלו לוקחים ביליוני שנים והם נעשים עם מיליון נבדקים. אנחנו יכולים ללמוד המון מהטבע ועל ידי ניסיון לחקות אותו, ניתן לקבל חומרים מאד מעניינים.
כאשר מדברים עם מומחים בתחום הבינה המלאכותית, הם כמעט תמיד מודים שלמרות שהם מושפעים מהטבע, הם לא יכולים לחקות אותו. האם ביו-הנדסה מצליחה יותר?
לא, אנחנו גם לא יכולים לחקות את הטבע. הטבע הוא הרבה יותר אינטליגנטי מאתנו ויש לו הרבה יותר ניסיון. זה כמו להכניס פרארי במכונת זמן ולהחזיר אותה 5,000 שנים אחורה. לאנשים בזמן הזה לא יהיה מושג מה זה והם לא ידמיינו שהם יכולים לנסוע בה, ועדיין הם יוכלו להשתמש בגלגלים או במראות. זאת, פחות או יותר, מערכת היחסים שלנו עם הטבע. אנחנו מאד רחוקים מלהבין הכול, אבל אנחנו יכולים לקחת רעיונות קטנים ולהשתמש בהם ביישומים. זה משהו רעיוני. אנחנו לוקחים כמה רעיונות, אנחנו מבינים אולי 5%, אבל עבורנו זה חדש. אם יש לך מטרות הגיוניות אתה יכול להשיג משהו, אבל אם אתה מנסה לחקות את הטבע ולהיות טוב כמוהו, זה ייכשל.
במעבדה שלך מתמקדים בדבקים ביולוגים, שיקום רקמות ואיך לשחרר תרופה בגוף. האם יש בעלי חיים או אורגניזמים שעזרו לך לפתח את שורות המחקר האלו?
כאשר עשיתי את הדוקטורט שלי הייתי מושפע מהגקו (סוג של לטאה). בהתבסס על אותם העקרונות המאפשרים לו להיצמד לקירות, אשר מתבססים על מיקרו-ווילי שיוצרים כוחות חלשים, פיתחנו פולימר סינתטי שנראה כמו פונפון, מאד צפוף במרכזו אבל משוחרר יותר באזורי הפריפריה. כל שערה קטנה יכולה לייצר קישור מאד חלש עם השכבה הרירית, אז הכנו מדבקה עבור אפטות, שהינן כואבות מאוד. הטבלייה הזאת נצמדת אל המקום החשוף ומכסה אותו, זה גורם להפסקת הכאב באופן מידי, והיא מתמוססת לאחר 6 שעות.
אני מניח שההשראה מגיעה לאחר קריאת עבודות במחקר בסיס של קולגות אחרות.
ברב המקרים אני קורא עבודות של מדענים אחרים. אלו בדרך כלל ביולוגים שמגלים את המבנים והעקרונות, ואני כמהנדס, מנסה לחקות את זה. למעשה… אני אומר שאני קורא עבודות של אנשים, אבל הרעיונות הכי טובים עולים בבתי קפה. אתה הולך לבית קפה ומדבר עם קולגה, וכשאתה אומר שאתה מתוסכל, זה הרגע שבו אתה יודע שאולי עלית על משהו. זה נדיר להגיד את זה, אבל הרבה מהרעיונות שלי מגיעים מהתסכול של אחרים. אני מתכוון לתסכול שנובע מלכוון לא’ ולקבל ב’. זה התסכול במדע. אני אומר לסטודנטים שלי שמחקר, research באנגלית, זה למעשה חיפוש, לחפש שוב ושוב, להיות מאוכזב ולחפש שוב.
אם כך, הכותרת של הכתבה יכולה להיות “חדשנות היא הבת של התסכול?”
טוב, מדען שמח יכול להיות גם התחלה טובה להנדסה בהשראת הטבע. כשאתה קונה דבק, התווית בדרך כלל אומרת שאתה צריך למרוח אותו על משטחים יבשים. אבל הצדפות נדבקות בצורה חזקה לכל סוג של משטח מתחת למים. חבר שלי עבד עם הצדפות והוא היה בין אלה שגילו את התופעה של הדבקה מתחת למים. בשבילי זה היה קסום, כי דיברנו בבית קפה ושיתפנו פעולה. לקחנו את המולקולה שאחראית להדבקות הזו, צמדנו אותה עם פולימר סינתטי וזה הפך להיות דבק מצוין עבור רקמות, מכיוון שהגוף שלנו הוא למעשה מים. הקשר בין מדענים הוא חשוב, ומהנדסים אחרים שלוקחים את הממצאים האלה והופכים אותם לפתרונות ויישומים.
אורוגוואי היא מדינה קטנה, אז צריך לשקול היטב היכן להשקיע את הכסף שלך, במיוחד כאשר אתה אומר שאינך יכול להוציא עוד כסף. במסגרת הזו, זה נפוץ עבור אנשים לחשוב שמדע בסיסי, מכיוון שהם לא יכולים להניב “תוצאות”, לא צריכים להיות ממומנים כמו מדע יישומי. כפי שהדגמת כרגע, בלי מדע בסיסי, בלי ההבנה של הצדפות, לא היה בשוק דבק רקמות. האם המתיחות הזאת בין מדע בסיסי למדע יישומי קיימת גם בישראל?
ככה זה, בלי מחקרי בסיס אין מדע יישומי. ישראל היא מדינה קטנה, היא מוקפת במדינות ענקיות ויש לנו משאבים טבעיים מוגבלים. במובן הזה, אורוגוואי וישראל דומות. הממשלה בישראל הבינה לפני 25 שנים שהכלכלה לא יכולה להתבסס על חקלאות ותיירות. בנוסף, יש לנו מחסור במים; נהגנו לייצא תפוזים וירקות לאירופה, והבנו שאנחנו למעשה מייצאים מים, דבר שאינו הגיוני. אז התחלנו להשקיע במדעים, בהנדסה ובחינוך. כיום יש לנו מוסד מצוין למדע בסיסי, מכון וויצמן, וארבע או חמש אוניברסיטאות שהן בין ה-100 האוניברסיטאות הטובות בעולם, שם אנחנו מתמקדים גם על הבסיס וגם על היישום של המדעים. אני חושב ששיתוף פעולה עם התעשייה עוזר המון, מכיוון שזאת דרך אחרת להשיג מימון.
בוא נחזור להשראה מהטבע. יש דברים בהשראות הגקו והצדפות. האם חלק מהביו-חומרים עבור שיקום הרקמות גם מושפעים מהטבע?
קח את המקרה של הנדסת רקמות. אני זוכר שכאשר למדתי רוקחות, הדבר הכי חשוב היה שהפולימר יהיה אינרטי (לא מגיב עם הסביבה). כאשר אנחנו מכבים את האור, האישונים שלנו מתרחבים באופן מיידי. כאשר קר, העור שלנו מיד משתנה. אנחנו רוצים זאת, על החומרים להרגיש את הגוף, כך שאם ה-pH משתנה, אם אנחנו מרגישים שיש תאי סרטן, הם ישחררו את התרופה. אז דור חדש של ביו-חומרים יהיו רגישים לגירויים. וזאת, שוב, מושפע מהטבע.
אתה משתמש גם במחקר על חומרים עם חלקיקי זהב שיעזרו לספק תרופות שיילחמו בסרטן בצורה יותר יעילה מאשר הכימותרפיה של היום.
כן, אנחנו פיתחו ביו-חומר אשר מכיל תרופות אשר אושרו על ידי ה-FDA] Food and Drug Administration, גוף בארה”ב אשר מפקח, בין היתר, על תרופות] שכאשר מדליקים אור, הוא מותך. החומר מוזרק לתוך הדם של המטופל, כפי שעושים כיום ומסתובב בתוך הגוף. על ידי כיוון של אור מרוכז מבחוץ אל הגידול, בעל אורך גל מדויק שיכול לחדור את הרקמה בלי לפגוע בה, החומר מותך והתרופה משתחררת רק באזור הרצוי. זה מונע הרבה תגובות שליליות, כמו למשל נזק למערכת העיכול, אובדן שיער וכאב, מכיוון שתרופות כנגד סרטן הן מאד רעילות. אנחנו פרסמנו את העבודה הזו חודש שעבר.
איך זה מרגיש לפתח חומר אשר יכול לשנות את הדרך שבה סרטן מטופל?
אנחנו צריכים להיות ריאליים. אני אשמח כאשר אני אקבל את המכתב הראשון ממטופל, אבל אנחנו לא קרובים לעשות זאת עדיין. אחת הבעיות עם מדע היא שמאמרים מצוינים מפורסמים כל חודש, וזה יכול להטעות אנשים. זה עדיין לא נוסה על אנשים. אני אופטימי, אבל אחד מהפחדים הגדולים שלי הוא שכאשר קוראים את הדברים האלה חושבים שזה משהו שיכול להיות נגיש באופן מיידי. כאשר המדבקה של האפטה יצאה לשוק, התחלתי לקבל מכתבים ממטופלים שהרגישו הקלה, הם סיפרו שהם יכולים לישון ולאכול, וזה, עבורי, ההכרה הגדולה ביותר שמדען יכול לקבל.
אז אתה לא רוצה פרס נובל, אתה רוצה מכתבים מאנשים.
ברור שאני רוצה נובל, אבל אף פעם לא ייתנו לי. הנובל הוא עבור אלה שפותחים דלתות לתחומים חדשים, וזה לא מה שאני עושה.
אתה השתתפת בהמצאות של 12 פטנטים, אתה לא מפחד שהטבע יעמיד אותך במבחן?
אם יום אחד הטבע יקיש לי על הדלת, אני אראה את זה. אבל כמו שאומרים בדרך כלל, הטבע יכול תמיד לפרסם ב-"Nature" בלי צורך בבדיקה של העמיתים, בלי לתת מידע, אז יש לו יתרון גדול על פנינו. הטבע הוא כמו התנ”ך, אף אחד לא מקבל כסף מהתנ”ך.
בני האדם נכשלים במניעת האובדן של המגוון הביולוגי. האם ביו-הנדסה יכולה לעזור לביצוע פעולות משמעותיות יותר להגן על החיים, אפילו במובן של פטנטים ופתרונות חדשים לבעיות?
זה כאילו היה כאן, אתנו, מישהו, ואני אגיד שהוא מאד אינטליגנטי ושהוא מעורר בי השראה. אבל אם יש בחדר מישהו שרוצה רק לקחת את מה שיש לו, אני יכול להמשיך לדבר על כמה מעורר השראה אותו אדם, אבל זה לא יעבוד. הלוואי והייתי יכול להגיד כן, שהרבה אנשים כמוני יכולים להשפיע על אנשים אחרים לחשוב על הטבע בדרך יותר חיובית, אבל תחושת הבטן שלי היא שאנשים הם אנשים. זה נכון שגם אנשים וגם הטבע מפתיעים אותנו. אז, בסוף, משהו טוב יקרה; הבעיה היא מתי ומה יהיה המחיר שנצטרך לשלם לפני שזה יקרה. הטבע כבר התחיל לבצע פעולות נגד.
תורגם לעברית מספרדית.
קישור לכתבה המקורית: https://ladiaria.com.uy/articulo/2018/4/imitando-la-vida/
