מהפכת המחקר הרפואי: המכון להנדסת בריאות של NYU מאחד מומחים ממגוון תחומים לטיפול במחלות

ניו יורק — המכון החדש להנדסת בריאות באוניברסיטת NYU שובר את המודל המסורתי של מחקר אקדמי. במקום לאסוף מומחים מתחום אחד ולצפות לפריצת דרך, המכון מארגן צוותי מחקר סביב מחלות ספציפיות — בין אם מדובר באסתמה אלרגית, מחלות אוטואימוניות או סרטן. התוצאה: שיתופי פעולה חוצי-תחומים בין מהנדסים, ביולוגים, חוקרי בינה מלאכותית ורופאים, שמפיקים פתרונות חדשניים.

פרופ' ג'פרי האבל, ראש המכון ומנהל אסטרטגיית הנדסת ביורפואה ב-NYU, מסביר: 'במקום לשאול 'מה יכולים מהנדסי חשמל לתרום לרפואה?', אנחנו שואלים 'מה נדרש לרפא אסתמה אלרגית?' ומאחדים את כל המומחים שיכולים לענות על השאלה הזו — אימונולוגים, ביולוגים חישוביים, מדעני חומרים, חוקרי בינה מלאכותית ומהנדסי תקשורת אלחוטית'.

הצלחות ראשונות: ממחקר לסטארטאפים וטכנולוגיות חדשניות

המודל החדש כבר מניב תוצאות. צוות שכלל מהנדס כימי ומהנדס חשמל פיתח מכשיר לזיהוי איומים באוויר, כולל פתוגנים הגורמים למחלות — טכנולוגיה שהובילה להקמת סטארטאפ. במקביל, רופא עיוור שיתף פעולה עם מהנדסי מכונות ליצירת טכנולוגיית ניווט ללקויי ראייה בתחבורה הציבורית. האבל עצמו מוביל פיתוח של 'חיסונים הפוכים' שיכולים לתכנת מחדש את מערכת החיסון לטיפול במחלות כמו צליאק ואלרגיות — עבודה הדורשת מומחיות משולבת באימונולוגיה, הנדסת מולקולות וחומרים.

מהעיכוב להפעלה: שינוי פרדיגמה בטיפול במחלות

הבעיה שאותה פותר המכון היא לא רק ארגונית, אלא גם קונספטואלית. לפי האבל, הרפואה המודרנית התמקדה עד כה בפיתוח תרופות החוסמות מולקולות ספציפיות או מדכאות תגובות חיסוניות ממוקדות. 'טכנולוגיית נוגדנים הפכה לכלי העבודה העיקרי בתחום', הוא אומר. 'היא יעילה לחסימת דבר אחד בכל פעם, והאינדוסטריה הפארמה התמחתה ביצירת מעכבים כאלה'.

אבל האבל מציע גישה שונה: במקום לחסום דברים רעים אחד אחד, מה אם נוכל לקדם דברים טובים שיפעלו נגד מספר מסלולים מזיקים בו-זמנית? לדוגמה, בתחום הדלקת, האם ניתן להטות את המערכת לכיוון סובלנות חיסונית במקום לחסום מולקולות דלקתיות אחת אחרי השנייה? ובסרטן, האם ניתן להפעיל מסלולים פרו-דלקתיים בסביבה הגידולית כדי להתגבר על מספר מנגנוני דיכוי חיסוני בו-זמנית?

שינוי זה מצריך כלים שונים לחלוטין — ומחקרנים בעלי ידע רב-תחומי. 'אנחנו משתמשים במולקולות ביולוגיות כמו חלבונים, או מבנים מבוססי חומרים — פולימרים מסיסים, מבנים על-מולקולריים של ננו-חומרים — כדי להניע תכונות בסיסיות יותר', מסביר האבל. 'אי אפשר לפתח גישות כאלה אם מבינים רק ביולוגיה, או רק מדע החומרים, או רק אימונולוגיה. צריך שליטה בכל השלושה'.

איך מייצרים חוקרים רב-תחומיים?

השאלה המתבקשת היא: איך מייצרים חוקרים בעלי עומק רב-תחומי שכזה? התשובה, לפי האבל, מפתיעה: 'אולי היה צריך ללמד סטודנטים להנדסה ביורפואית עוד בשלב הלימודים לתואר ראשון, ולא רק לתואר שני או דוקטורט'. המכון של NYU שם דגש על הכשרת דור חדש של חוקרים שישלבו בין הנדסה, ביולוגיה ורפואה כבר מתחילת דרכם האקדמית.

החזון של המכון הוא ליצור סביבת מחקר שבה חוקרי בינה מלאכותית, מדעני נתונים ותיאורטיקנים של מדעי המחשב יעבדו בצמוד למהנדסי ביולוגיה, חוקרי חומרים והנדסה קוונטית. 'כולם יהיו בקרבה פיזית ותרבותית זה לזה', אומר האבל. 'זה המפתח לחדשנות אמיתית'.