סרטן השד
מנהלי קהילה
מובילי קהילה
האף האלקטרוני מבחין בין סוגים שונים של סרטן השד
חוקרים מהטכניון הוכיחו כי האף האלקטרוני שמסוגל לזהות גידולים סרטניים בדגימות נשימה מבחין גם בין סוגים שונים של סרטן השד
באחרונה גוברת ההתעניינות הציבורית בטכנולוגיית האף האלקטרוני המפותח, בישראל במסגרת הטכניון ובמקביל על ידי צוותים רפואיים נוספים ברחבי העולם. המדובר במכשיר אלקטרוני המסוגל "להריח" דגימות נשימה, ומכאן שמו, לפענח את הרכבן הכימי ולזהות התפתחותם של גידולים סרטניים בשלבים מוקדמים שבהם יעילות הטיפולים גבוהה יותר.
הטכנולוגיה מבוססת על תחומים בפיזיקה הקרויים 'כרומטוגרפיה גזית' ו'ספקטרוסקופיית מסה', אשר מצביעים על יכולתם של תאי סרטן לייצר תרכובות אורגניות נדיפות המצויות באוויר שנפלט החוצה בנשיפה וכן בדם ובשתן - תרכובות שעשויות לשמש כסמן להימצאותו של גידול סרטני.
האף המלאכותי המפותח בטכניון דומה למנגנון ההרחה של בעלי חיים, ומיוצר מחיישנים זעירים שגודלם ננומטרים בודדים (ננומטר הוא מילארדית המטר, גודל הקטן מקוטר השערה בכ-100,000 פעם) בעלי תכונות פיזיקליות, כימיות וחשמליות ייחודיות המסוגלות לאבחן את הרכב התרכובות האורגניות שמייצר הגידול הסרטני שנפלטות בנשיפה ולאבחן גידולים סרטנים באופן לא פולשני. כעת הדגימו חוקרים ישראלים, בשילוב עם חוקרים מסין, ארה"ב ובריטניה, כי האף המלאכותי מסוגל גם להבחין בין הסוגים השונים של סרטן השד.
הכימיה של הנשיפה
החוקרים מהפקולטה להנדסה כימית בטכניון, בשיתוף חוקרים מהמרכז הרפואי אוניברסיטאי באנחווי שבסין, אוניברסיטת ניו המפשיר בארה"ב ואוניברסיטת ליברפול בבריטניה, נטלו דגימות נשיפה מ-276 נשים בוגרות שגויסו למחקר בסין בגילי 74-21, בהן 30 נשים בריאות, 52 נשים עם גידולים שפירים בשד, 25 נשים עם סרטן שד לא פולשני מסוג דקטל קרצינומה (DCIS, קיצור של Ductal Carcinoma in Situ) ו-169 נשים עם סרטן שד פולשני מסוגים שונים.
דגימות האוויר בנשיפה נאספו מהנשים החולות בסמוך לאבחנה ולפני קבלת טיפול רפואי כלשהו למחלה, ורק לאחר שהמחלה אובחנה בבדיקה פתולוגית או היסטולוגית. לפני נטילת הדגימה נתבקשו הנבדקות לצום במהלך הלילה ולא לעשן סיגריות או לשתות אלכוהול.
בדיקות האף האלקטרוני הצליחו לזהות 23 הרכבים כימיים שהיו שונות בדגימות הנשיפה של חולות בסרטן השד בהשוואה לבריאות ולאלו עם גידולים שפירים.
החוקרים מדווחים כי הבדיקה הצליחה לאבחן גידולי סרטן השד ברמת דיוק של 83%, וזאת במסגרת בדיקה שבוצעה בתנאים עיוורים שבהם החוקרים הבודקים אינם יודעים מהם פרטי הנבדקת. בהמשך נמצא כי בדיקת האף האלקטרוני הצליחה לזהות את הסוג המולקולרי של סרטן השד ברמת דיוק של 82% עד 87%, וברמות גבוהות של רגישות (81% עד 88%) וסגוליות (76% עד 96%) – רמות המצביעות על שיעור נמוך יחסית של תוצאות חיוביות שגויות או תוצאות שליליות שגויות.
בין השאר הצליחו החוקרים לזהות באמצעות הבדיקה סרטן שד חיובי או שלילי לחלבון HER-2, סרטן שד מהסוגים לומינל A או B – גידולים שהם חיוביים לקולטנים לאסטרוגן (ER+), אשר שונים בהמצאותם של קולטנים לחלבון HER-2 (לומינל A שלילי לחלבון HER-2 ולומינל B חיובי לחלבון זה), וכן גידולי סרטן השד מסוג 'טריפל נגטיב' השליליים לשלושת סוגי הקולטנים לאסטרוגן, פרוגסטרון ו-HER-2, אשר לרוב קשים יותר לטיפול.
החוקרים מציינים כי הגיעו לדרגת יעילות גבוהה באבחון הסוגים השונים של סרטן השד באמצעות שתי שיטות שונות של בדיקת התרכובות האורגניות הנשיפות – הן בשיטה המכונה 'כרומטוגרפית גז' (GC-MS) הבוחנת את תגובת התרכובות בחשיפה לגז, והן בבחינה סטטיסטית של הרכבן הייחודי של התרובות, כלומר "החתימה הכימית" שלהם (volatolomic signature).
במחקר שותפים מישראל פרופ' חוסאם חאיק, ד"ר אורנה ברש, ד"ר ג'פרי הלפרין, חנין קייל וקיין חורי, וממצאיו מדווחים בגיליון נובמבר 2015 של כתב העת Oncotarget.
הסמארטפון שיאבחן סרטן
בשנים האחרונות מתרבים המחקרים אודות יעילותו של האף האלקטרוני המפותח בטכניון לא רק בזיהוי גידולים סרטניים, אלא גם מחלות נוספות שקשורות בפליטת תרכובות אורגניות ייחודיות בנשיפה. כך דווחו חוקרים מהטכניון שבו מפותח המוצר בשנת 2009 כי האף האלקטרוני מסוגל לזהות מחלת כליות כרונית במחקר שבוצע בחולדות, ואילו באוקטובר 2011 דיווחו כי האף האלקטרוני הצליח לאבחן טרשת נפוצה בבני אדם.
מחקר משנת 2014 שבוצע על מערכת מתחרה של אף אלקטרוני המפותח בבריטניה, העלה כי המכשיר מסוגל לזהות תתי סוגים של אסתמה בקרב ילדים ולקדם טיפול תרופתי בהתאמה אישית לילדים החולים.
באחרונה מפותח במעבדות הטכניון מכשיר שיוכל לשמש כטלפון נייד - סמארטפון שמסוגל לאבחן מחלות על בסיס טכנולוגיית האף האלקטרוני – מוצר שזכה כבר לשם SNIFFPHONE המפותח במסגרת מחקר על שנתמך ב-6 מיליון יורו על ידי האיחוד האירופי, במסגרתו אף בוצעה העבודה הנוכחית.