הנקראות ביותר

מסע אל בטן האדמה: מאיץ החלקיקים המבוצר שנלחם בסרטן

בבונקר מבודד מתחת לבית החולים הירושלמי שוכן לו מאיץ חלקיקים, ציקלוטרון שמו ● דרור פויר נכנס אל קודש הקודשים וניסה להבין איך מייצרים כאן חומרים רדיואקטיביים כל-כך חדשניים, שאחרי שהם יוזרקו לחולי סרטן, הם יפעלו בגוף כטילים מונחים בדרך לאיתור ולחיסול המטרות ● מיוחד ל-G

פרופ' אייל משעני / צילום: איל יצהר
פרופ' אייל משעני / צילום: איל יצהר

את פס הקול ארבע קומות מתחת לאדמה, במרתף המחלקה לרפואה גרעינית של בית החולים הדסה עין כרם, שמעתי במשך אלפי שעות צפייה בסדרות ובסרטי מדע בדיוני. זה כמו להיות על הגשר של חללית האנטרפרייז. הרעשים מהעולם שלמעלה לא מגיעים לכאן. כאן שומעים רק צפצופים מכאניים וצלצולים דיגיטליים. בליפ-בליפ, גלינג-גלינג, וכמובן טו-טו ואי-אי וטררררר ומעל הכול מרוחה שכבה דקה של היססססס מתמשך.

כאן, בין קירות בעובי 2.5 מטרים עם מערכות קירור ומיזוג המבודדות משאר בית החולים, שוכנים להם שני מאיצי חלקיקים, ציקלוטרונים שמם. אחד ישן, בן כעשרים שנה, ואחד חדש יותר, כבן שבע. הם נראים אותו דבר. כל אחד מהם שוכן בבונקר משלו, לכל אחד מהם חדר שליטה ובקרה, חדרי קירור, תחזוקה ואלקטרוניקה. בדרך אליהם אנחנו עוברים דרכם ואני נהנה הנאה מרובה מהניגוד המקסים בין הטכנולוגיה העילית לבין הבלגן החינני השורר במקום. ערבוביה של ערימות נייר מונחות בכל מקום, ארגזים ומכשירים ובקבוקים ומה לא, פינת קפה קטנה מוליכה אל חדר התחזוקה המלא במסורים ופטישים ומברגים ושלל כלי עבודה, שלא ציפיתי לראות במאיץ חלקיקים. מאוד ישראלי. חדרי הבקרה מלאים בשעונים ובכלי מדידה, חלקם הולכים קדימה, חלקם אחורה.

אנחנו נכנסים אל קודש הקודשים בכבודו ובעצמו. המאיץ תופס את מרביתו של חדר לא גדול, אלפי צינורות בשלל צבעים וקוטרים יוצאים ונכנסים ממנו, ונראה כמו פרי אהבתם האסורה אך הלוהטת של חללית וסיר לחץ. קצת יותר מ-2 מיליון דולר לחתיכה. זה נראה קצת כמו יצור חי. אני לא מצליח להחליט אם ציפיתי ליותר או לפחות, בכל מקרה אני מרוצה. בכל מקום שאני נוגע ישר צועקים עליי: לא לגעת! ואז עוברים עם מד הקרינה שמצפצף בחדווה. הכול בסדר, מרגיעים אותי, שום דבר מסוכן. אז כל פעם שלא מסתכלים עליי אני נוגע.

בציקלוטרון, במעבדות ומכשיר ההדמיה החדשני / צילום: איל יצהר

בתוך המאיץ יש ואקום, כמו בחלל, תוצאה של ארבע משאבות דיפוזיה שמייצאות לחץ של 10 במינוס 7 אטמוספרות. טוב, תסביר לי מה קורה פה - אני מבקש מפרופ' אייל משעני, מנהל יחידת הציקלוטרון. "כדי לעשות ריאקציה גרעינית", הוא משיב, "אנחנו לוקחים חלקיקים טעונים, מאיצים אותם בשדה חשמלי ומגנטי, ואז מפגיזים בחומרים אחרים, יציבים".

ברור. עכשיו תסביר לי יותר לאט.

"קודם כול אתה יוצר חלקיק טעון. במקרה שלנו לוקחים גז מימן, מכניסים אותו פנימה ומעבירים בשדה חשמלי גבוה. זה מפרק לו את הצורה ויוצר פלזמה. פלזמה זה כאוס. מתוכה אני ממצה החוצה, בעזרת שדה חשמלי נוסף, חלקיק אחר, שבגלל שיש לו מסה ומטען חשמלי, הוא מתחיל לנוע מעגלית בתוך השדה החשמלי והמגנטי. בכל סיבוב הוא מעלה מהירות ואנרגיה עד שמגיע לאנרגיה של 18 מגה אלקטרו וולט, ואז אני מעיף אותו מהשדה לתוך המטרה, שם הוא מופגז בפרוטונים באנרגיה גבוהה, וזה יוצר אלמנט חדש שנקרא F19. זו הרדיואקטיביות.

"תחשוב שבתוך הוואקום המטורף הזה אין התנגשויות ואני יכול למקד עליו אלומה של מילימטרים", משעני ממשיך. "את כל התהליך אנחנו מקררים בהליום למינוס 180 מעלות. את מה שיצא, תמיסה רדיואקטיבית, אני שולח דרך צינורות דקים למעבדה, שם מפריד את הרדיואקטיביות מהמים ומטעין אותה על המולקולה החכמה".

"זה נכון להמון מחלות"

משעני, 54, רואה כנראה בעיניים שלי שגופי אומנם ירד הנה, אבל לסוף דעתו עוד לא הגעתי. "בוא נניח שיש לך בסוריה האנגר צבאי", הוא מדגים. "אתה שולח מטוס שמצלם אותו מלמעלה ועכשיו אתה יודע הכול על הקונפיגורציה של המקום, על המיקום שלו, התצורה, הגדרות וכו'. אבל אתה לא יודע שום דבר על מה שיש בפנים, אם זה טנקים, מטוסים או טילים. זו בעצם הדמיה אנטומית, כמו רנטגן, CT, אולטרסאונד וגם MRI. אבל זה לא מספיק, נכון?".

ברור שלא.

"העולם הולך לכיוון של רפואה מותאמת אישית ומכוונת מטרה. זה מחייב פתרונות מורכבים וחכמים הרבה יותר, אבל בשביל זה צריך אינפורמציה. איך מקבלים? יש דרך פולשנית - לחתוך, לעשות ביופסיה, לקחת דגימות, לעשות פתולוגיה. זה נהדר, אבל יש עם זה בעיות - זה לוקח זמן, צריך לקחת דגימות מכל מיני מקומות וזה גם כואב. ויש דרך נוספת לקבל מידע - הדמיה מולקולרית.

"אם לחזור לאנלוגיה, אז במקום לשלוח מטוס, אני שולח את סיירת מטכ"ל, שנכנסים פנימה ומדווחים בדיוק מה קורה שם. זו הדמיה מולקולרית שמאפשרת לראות אלמנטים ברמה התאית. איך? מזריקים לבנאדם חומר רדיואקטיבי, זה חומר חכם. טיל מונחה. את החומר אתה מכניס לסירקולציה של הדם והוא נמשך לאלמנטים מסוימים של הגידול. את החומרים האלה אנחנו מייצרים כאן, במאיץ. אני בעצם מכניס תוכנת ריגול לתוך רקמה בגוף האדם שכל הזמן שולחת לי סיגנלים. החומר החכם יודע לאן להגיע, האיזוטופ הרדיואקטיבי יודע מה לעשות שם".

בציקלוטרון, במעבדות ומכשיר ההדמיה החדשני / צילום: איל יצהר

בהדמיה כזו, PET-CT, ושלא כמו בהדמיה אנטומית, אפשר לראות בדיוק גבוה, לדוגמה, אם יש גידולים של סרטן ריאה מסוים שיש רק ל-20% מהחולים. ואז, במקום להפציץ את כל הגוף בכל מה שיש לך, ניתן לקחת חומרים חכמים ולהטעין עליהם איזוטופ רדיואקטיבי שאותו מזריקים לדם. "האיזוטופ שולח לנו סיגנלים ואנחנו עוקבים כשהוא מצטבר באזור הגידול ואז יודעים אם האלמנט שרוצים להפגיז נמצא או לא נמצא שם", אומר משעני. "וזה נכון להמון מחלות. לדוגמה, הבנת תהליכים במוח, כמו במקרה של אלצהיימר שמצטברים שם פלאקים של בטא עמילונואידים, ויש חומרים שיודעים למצוא את הפלאקים האלה הרבה לפני שהסימפטומים מתחילים. זה טוב מאוד לאבחון מוקדם, למרות שעדיין אין תרופה, ואת החומרים האלה אנחנו מייצרים פה".

אם כבר הגעת לגידול, למה רק לשלוח סיגנלים ולא לפוצץ אותו?

"אם יש שם גידולים נוירו-אנדוקריניים (ראו מדריך מושגים משמאל), אנחנו מטפלים בחומר שיודע להגיע אליהם ולהרוג אותם. זה הכיוון, אבל חשוב מאוד להדגיש, זה לא בא להחליף ביופסיות או טיפולים אחרים".

ובעתיד?

"כמו כל דבר, יהיה שילוב כוחות. זה אחד מכלי העבודה של הרפואה המודרנית, כדי לכוון טיפול תרופתי יעיל יותר ולעקוב אחריו בצורה טובה יותר. עוד יתרון של ההדמיה הזו זה שהיא מהירה הרבה יותר מ-CT או מאולטרסאונד. אם אתה נותן ב-CT חומר ביולוגי להרוג גידול, אתה יכול לראות תוצאה רק כשהמסה נעלמת, וזה יכול לקחת ארבעה חודשים. פה אתה יכול לראות את זה מיד. אבל זה מורכב, מסובך, יקר ולא פשוט".

בציקלוטרון, במעבדות ומכשיר ההדמיה החדשני / צילום: איל יצהר

מה לגבי מסוכן?

"אנחנו נותנים את החומר בכמויות נורא קטנות. בכלל, לחומרים האלה אין מסה, רק מטען חשמלי. אז אין בעיית רעילות. הקרינה מאוד ספציפית ואנחנו יודעים לקרוא אותה. אלה חומרים מאוד ייחודים, רבים מהם לא חיים הרבה זמן. יש להם זמן מחצית חיים. יש כאלה שחיים שתי דקות ויש פחות. מחצית החיים הכי ארוך של חומרים שלנו פה הוא 110 דקות. זמן מחצית חיים כזה אומר שאתה לא יכול לייבא את זה וגם לא לשמור את זה - צריך ייצור יומיומי".

ההבדל בין כור למאיץ

אנחנו עומדים מול המאיץ, שעובד עכשיו ב-515 מילי-אמפר, הלחץ בתוכו מגיע ל-31 בר והפרוטונים מפגיזים בעוצמה של 75 מיקרו-אמפר. "היום ייצרנו 5.5 קירי, שזה הרבה", אומר משעני. הוא מייצר חומרים רדיואקטיביים - בעיקר כאלה שמכילים גלוקוז, הנצרך באחוזים גבוהים במוח, בשלפוחית השתן ובגידולים. את החומר מזריקים לגוף ועוקבים אחריו בעזרת מכשיר ההדמיה עד שהוא מגיע אל התאים הסרטניים, מה שמאפשר אבחון וטיפול.

הציקלוטרון (Cyclotron) עושה שימוש בשדה מגנטי וחשמלי על מנת לייצר חומרים גרעיניים לשימושים מחקריים ורפואיים, בעזרת הדמיית PET. הוא הומצא בשנות ה-30 של המאה שעברה, ובנוי משני חצאי גליל בצורת D שביניהם שדה חשמלי, שמאיץ חלקיקים טעונים העוברים דרכו בתנועה מעגלית (הודות לשדה מגנטי).

המאיץ ממשיך לעשות את שלו, אבל מה שגורם לי הנאה הוא לגלות שהכול קשור באזיקונים - רפואה גרעינית שהגיעה מהעתיד, אבל בסוף קשורה באזיקון. בפינת החדר, שני פחי זבל - אחד לפסולת רגילה ואחד לרדיואקטיבית. אני מקווה שהם לא מתבלבלים. "לפני שפותחים את הציקלוטרון", קורא שלט גדול, "לא לשכוח לכבות את המזגן".

למה אנחנו כל-כך עמוק מתחת לאדמה ובין קירות עבים כל-כך? הדבר הזה יכול להתפוצץ?

"לא. כל היופי בציקלוטרון, וכל ההבדל בין כור גרעיני למאיץ חלקיקים, זה שכשאתה מכבה אותו, אין כלום. בקנדה יש מאיצים בתוך מרכזי קניות".

אז איך זה עובד ביומיום ואיך אתה יודע מה לייצר? מתקשרים מהמחלקה ואומרים יש לנו פה גבר בן 48 עם משהו בבטן?

בציקלוטרון, במעבדות ומכשיר ההדמיה החדשני / צילום: איל יצהר

"בתי החולים מזמינים חומרים יומיומיים קודם, ואנחנו מתכננים את פס הייצור לפי הצרכים. יש כל מיני סוגים של חומרים, יש כאלה שצריכים לייצר בשוטף ויש נדירים יותר שצריכים הזמנה מיוחדת. לכל אינדיקציה יש חומר אחר. למשל, חומר לסרטן הפרוסטטה שמאוד שכיח. בבסיס ההדמיה עומד דבר אחד: תאים סרטניים דורשים יותר אנרגיה וצורכים יותר גלוקוז, יש להם מטבוליזם מוגבר. אנחנו מטעים את התא, נותנים לו את החומר והתאים הסרטניים זוהרים. זה הבלוקבסטר שלנו. אנחנו מייצרים פה כמויות אדירות של חומרים".

כמה זה אדירות?

"סך הכול זה יוצא מאות מנות".

זה הרבה? כמה זה בליטרים?

"מצחיק... אומנם גדלנו בעולם שאת הכול בו אתה רוצה למדוד: מטר, ליטר, קילו, גרם. אבל החומרים האלה - אין להם כמעט מסה. 0.00000001 גרם. מה שיש להם זו רדיואקטיביות - והם נמדדים במיליקירי. יש שם כל-כך מעט מולקולות שאי אפשר לשקול או לראות. אנחנו מוהלים בסליין או בנוזל אחר".

אני כל הזמן מנסה לגרור את משעני לדיבור על החומרים הרדיואקטיביים שמזריקים למרגלים, אבל הוא לא נגרר. "גם מארי קירי שגילתה את הרדיואקטיביות, מיד לקחה את זה לרפואה, לדברים טובים. זה גם המסלול שלנו, לקחת אנרגיה גרעינית למטרות של שלום ובריאות ומדע. לא לשום דבר אחר".

מלבד ניהול הציקלוטרון, משעני הוא גם מנהל מחלקת מחקר ופיתוח, מנכ"ל קרן המחקרים ומנכ"ל שר"י, חברה-בת של הדסה, שעוסקת בפן הכלכלי של הפיתוח והייצור. הוא פרופסור לרדיוכימיה והדמיה מולקולרית, פרופסור מן המניין בפקולטה לרפואה של האוניברסיטה העברית, ומ-2012 משמש כיועץ מומחה של הזרוע הרפואית של הסוכנות לאנרגיה אטומית - מה ששולח אותו לטייל בעולם ולבדוק ציקלוטרונים. כך התחבר, לדוגמה, עם נסיכת תאילנד שהפכה לחברה קרובה.

אם תישפך פה צנצנת של החומר הרדיואקטיבי, כולנו נמות?

"לא".

כמה אנשים מטופלים בחומרים כאלה?

"מאות רבות ביום, וזה רק גדל ותופס תאוצה".

עוד ועוד מרכזים שחורים

אנחנו עוברים למעבדת המחקר "הקרה". כאן אין קרינה ואין צפצופים. פה מכינים את הטילים הביולוגיים שעליהם ירכבו ראשי החץ הרדיואקטיביים. גם כאן שורר בלגן חינני במיוחד, שנראה כמו תאורה לסדרת טלוויזיה ישנה על חבורה של מדענים מטורפים. ועדיין, תוכנות שליטה ובקרה מנטרות את הקרינה ללא הרף, ודלתות אקטיביות נפתחות ונסגרות כל הזמן.

משם ממשיכים לעוד מעבדה, ובה שלל תאים קטנים ובתוכם רובוטים מקבלים את צינורות התמיסה הרדיואקטיבית, מסננים אותה ומעבירים אותה תהליכים נוספים. זה יפה. אף שמשעני עושה את זה כבר יותר מעשרים שנה (ב-1997 הגיע להדסה), הוא עדיין נלהב. במעבדת המחקר הכול רובוטי, מצופה עופרת כבדה.

בציקלוטרון, במעבדות ומכשיר ההדמיה החדשני / צילום: איל יצהר

משם אנחנו מגיעים אל אזור הייצור החדש והמבהיק, שנחנך לפני כחודשיים ועומד בתנאים המחמירים ביותר. ארבע שנים נדרשו לבנות את החדרים האלה בהשקעה של כ-13 מיליון שקל - ורואים כל שקל. כאן זה כבר סיפור ממש אחר; אם עד עכשיו נעלנו ערדליים בלבד, כאן אנחנו מתכסים מכף רגל ועד ראש, עוברים בדלתות שנפתחות לפנינו ונסגרות אחרינו, מצד שמאל יש "חדר קצרי חיים" ומצד ימין "חדר ארוכי חיים" - זה נשמע כמו בדיחה על אלוהים או משהו - אבל זה מתייחס לאורך החיים של החומרים הרדיואקטיביים.

כאן מפרידים את המים, מנקים את החומר, אוספים אותו, מנקים שוב, מבקבקים - ואז מוציאים דרך תא תוצרים, שמים ב"מצודת" עופרת קטנה, שנראית קלה כמו לאנץ' בוקס הודית, אבל שוקלת יותר מעשרים קילו. אותה מכניסים לקופסת עופרת עוד יותר גדולה ומשם אל הלקוחות: אסותא, בילינסון, שיבא, איכילוב ושערי צדק. פה אתה ממש מרגיש בעתיד וההוכחה הכי טובה לזה: אין פה אזיקונים. הכול מרשים מאוד, עשוי זכוכית ועופרת.

אחרי שראינו איך עושים, אנחנו ממשיכים למכון לרפואה גרעינית - לראות מה עושים עם זה; ואם עד עכשיו היינו בעולם המדע, פה אנחנו כבר ברפואה. עם אנשים אמיתיים שממתינים אחרי שהזריקו להם את החומרים, שהרגע ראינו מיוצרים. לוקחים אותנו למכשיר ההדמיה החדש, ראשון מסוגו בהדסה ובכלל בארץ, ה-CT-PET. דיגיטלי ומרהיב, המכשיר הזה מאפשר רזולוציה גבוהה כל-כך עד שניתן יהיה לגלות גידולים בגודל של 2 או 3 מ"מ, שיפור של 70% ברזולוציה ו-90% ברגישות. מלבד זאת, אפשר להזריק לחולה פחות חומר רדיואקטיבי, והוא צריך להישאר בתוך המתקן חצי מהזמן ולהיחשף לפחות מחצי מהקרינה.

בואו של המכשיר אומנם לווה בשערורייה זוטא, כשמשרד הבריאות נאלץ להתגייס כדי לשחרר את המכשיר מהמכס, אחרי שזה הגיע לפני שניתן הרישיון להתקין אותו. אבל עכשיו הוא כאן ועובד, ותוך כדי שאני מתלהב מהמכשיר - אין כמו מכשיר חדש - אני שם לב שיש מטופל בפנים. אני לא רואה את פניו ולא נחשף לשמו, כמובן, אבל אני רואה את ההדמיה. זו הדמיה תלת-ממדית מדהימה ממש של גוף האדם. אפשר לראות כמה מרכזים שחורים: המוח, הכליות, שלפוחית השתן - שם מצטבר הגלוקוז.

ואז אני רואה עוד ועוד מרכזים שחורים. אלה גרורות של גידולים סרטניים והם מפושטים בכל הגוף. זה כל-כך מדכא פתאום, ואני חושב על האיש שבמכשיר שאת פניו לא ראיתי ולשמו לא נחשפתי. מראים לי עוד ועוד גידולים מכל מיני סוגים. מה אומר לכם, חברות וחברים, יש דרכים טובות יותר להעביר שעה. מתישהו זה נהיה ממש מדכא ואנחנו עולים בחזרה אל פני האדמה.

מושגי יסוד | מדריך

איזוטופ. גרסה של יסוד כימי השונה ממנו במספר הנויטרונים ולכן גם במסה. איזוטופ שיש בו פחות מדי נויטרונים אינו יציב והופך לאיזוטופ רדיו-אקטיבי

מולקולה. מבנה הבנוי ממספר אטומים המחוברים בקשר כימי. למולקולה אין מטען חשמלי בדרך כלל. מולקולה טעונה מכונה יון

גידולים נוירו-אנדוקריניים. גידולים שמתחילים להתפתח בתאים נוירו-אנדוקריניים, תאי עצב המפוזרים ברחבי הגוף ומייצרים הורמונים

קירי. או בקיצור Ci: יחידת מידה לרדיואקטיביות הקרויה על שם בני הזוג פייר ומארי קירי, מגלי הרדיום

רפואה גרעינית. ענף העושה שימוש באטומים רדיואקטיביים ובקרינה מייננת למחקר, אבחון וטיפול. על האטומים הרדיואקטיביים להיות בעלי עוצמה וזמן מחצית חיים המאפשרים פענוח בלי לגרום לנזק

זמן מחצית החיים. משקף את מידת היציבות של האיזוטופ; הזמן הדרוש למחצית מהאטומים של האיזוטופ לדעוך. זמן מחצית החיים נע בין חלקיקי שנייה למיליארדי שנים

PET-CT. בדיקה שמשלבת בתוכה בדיקת CT שמבוססת על שימוש בקרני רנטגן ונותנת תוצאה אנטומית, ושל בדיקת PET, שעיקרה מיפוי על-ידי הזרקת חומר רדיואקטיבי ומעקב אחריו, הנותנת תוצאה תפקודית. הבדיקה משמשת בעיקר לאבחון גידולים סרטניים

רוצה להשאר מעודכן/ת בנושא הסיפורים הגדולים של השבוע?
אני מאשר/ת קבלת תוכן פירסומי מגלובס
נושאים נוספים בהם תוכל/י להתעדכן
נדל"ן
גלובס טק
נתוני מסחר
שוק ההון
נתח שוק
דין וחשבון
מטבעות דיגיטליים
✓ הרישום בוצע בהצלחה!
עקבו אחרינו ברשתות