רק 15 דקות ויש תוצאה: פריצת הדרך של המדען הישראלי שמזרזת את הליך בדיקת הקורונה

בדיקות מהירות כאלה, מסוגים שונים, כבר הוצגו במהלך השנה החולפת. הבולטת בהן היא בדיקת ה"סופיה" של חברת קווידל האמריקאית, שאומצה על ידי משרד הבריאות. המשותף לבדיקות המהירות הוא שהן אינן מבוססות על איתור ישיר של החומר הגנטי של הנגיף בגופו של הנבדק אלא מסיקות לגבי מידת הסבירות שאדם שנבדק נושא את הנגיף על סמך מדדים אחרים - כמו הימצאות של חלבונים הקשורים בנגיף הקורונה במקרה של "סופיה".

ד"ר עמוס דניאלי צילום: יובל חן

לכייל טכנולוגיה ותיקה לצורך הבדיקה המהירה

השיטה החדשה מבוססת על זירוז בדיקות קורונה ה"רגילות" הנערכות בשיטת Real-time PCR. מי שאחראים לפריצת הדרך הזו הם ד"ר עמוס דניאלי ואנשי מעבדתו שבפקולטה להנדסה באוניברסיטת בר אילן, שבמשך שמונת החודשים האחרונים עמלו על כיולה של טכנולוגיה ותיקה המכונה MagBiosense כך שתוכל להתאים גם לנגיף הקורונה.

בשיטת הבדיקה הקיימת היום הדגימות שנלקחות מהנבדקים עוברות מספר מניפולציות כימיות שתפקידן להכין אותן לאנליזה שנעשית במכונת ה-PCR על ידי חיישן המודד אור. אחרי שממוצה החומר הגנטי (RNA) מתוך הדגימה מוחדרים לתמיסה שבמבחנה כימיקלים מיוחדים שיודעים לזהות את החומר הגנטי של הנגיף ולבודד אותו מזה של נותן הדגימה. כימיקלים אחרים יודעים להפריד בין שני הגדילים שמרכיבים את מולקולות ה-RNA ולעודד אותם להשתכפל במהירות, כך שתיווצר מאסה גדולה יותר של חומר גנטי שאותם יכול החיישן לזהות ביתר קלות. במקביל משתחררת לתמיסה מולקולות פלורסנטיות שיודעות להצמד לחומר הגנטי של הנגיף ו"צובעות" אותו בחומר זרחני שמפיץ אור כאשר מוקרנת לעברו קרן לייזר. החיישן שבמכונת ה-PCR יודע לחוש באור הזה ועל פיו לאתר את הנגיף בדגימה.

דניאלי וצוותו הוסיפו חומר נוסף לסלט הכימי הזה, אשר טוען את המולקולות במטען מגנטי. אלקטרומגנט שהותקן בתוך מכשיר ה-PCR תוכנן כך שברגע האמת יאסוף אליו את החומר הגנטי ויקרב אותו לחיישן. כך, מסביר דניאלי, יבוצע הליך זיהוי הקורונה בדגימה באופן מהיר יותר וכבר בשלב מוקדם של הבדיקה תיווצר מאסה גדולה מספיק של חומר גנטי שתאפשר לקבוע בוודאות כמעט ודאית כי הנבדק אכן נדבק בקורונה או שלא נדבק.

"למשוך את הגחליליות"

"תחשוב על גחליליות", מסביר דניאלי לכלכליסט. "אם יהיו לך שתיים-שלוש גחליליות עפות בחדר לא תזהה אותן. אבל אם יהיו לך המון גחליליות שמרוכזות יחד תזהה אותן בקלות. החיישן של מכשיר ה-PCR בודק כמה אור נמצא בתמיסה וכמות האור גדלה בכל מחזור של שכפול של החומר הגנטי. אבל אם כמות החומר הגנטי שהתחלת איתה את הבדיקה נמוכה מראש ייקח זמן רב עד שתיווצר כמות מספקת של אור שהחיישן יכול לקלוט. אנחנו פשוט עוזרים לחיישן לעשות את העבודה ומושכים אליו את ה'גחליליות'". לטענתו הטכנולוגיה שפיתח מצליחה לקצר את משך הבדיקה במכשיר מפרק זמן של בין שעה לשעה וחצי כיום לכרבע שעה בלבד.

את ה-MagBiosense (הלחם המילים חישה ביולוגית-מגנטית) פיתח דניאלי לפני כ-15 שנה במסגרת הדוקטורט שלו, לשימוש ענף החקלאות וחברה שפתח ורשומה בארצות הברית שיווקה את הטכנולוגיה לצורך איתור מחלות בחיות משק. השימוש האנושי הראשון בטכנולוגיה נעשה לפני ארבע שנים כחלק מהמאבק העולמי במגיפת הזיקה שהתפרצה בברזיל ועם תחילת התפשטות הקורונה החל דניאלי בהסבת המיכשור לזיהוי נגיף הקורונה בשיתוף המעבדה המרכזית לנגיפים של משרד הבריאות. במסגרת המחקר, שנערך באוניברסיטת בר-אילן נלקחו 274 דגימות, 140 מתוכם מנבדקים שנמצאו שליליים לקורונה בבדיקת PCR ו-134 שנמצאו חיוביים. במאה אחוזים מהמקרים תוצאות בדיקת ה-MagBiosense היו זהות לאלו של תוצאות בדיקת ה-PCR הרגילה, כשמשך הבדיקה הממוצע עמד על כחצי שעה.

כעת, משהגיעה הטכנולוגיה לשלב היישום ניתן יהיה לגייס אותה לטובת ההקלה על צוואר הבקבוק שנוצר במעבדות הבדיקה. מיכשור הבדיקה נבדק על ידי מפא"ת שהעבירה למשרד הבריאות המלצה לרכוש את הטכנולוגיה לשימוש במעבדות הציבוריות. אך הפוטנציאל הגדול, סבור דניאלי, טמון דווקא ביישום בדיקות מהירות במיקומים כמו שדות תעופה, מעברי גבול ובעיקר במחסומי הכניסה לאיים הירוקים שבאילת וים המלח.

כל זה מצטרף לשורה ארוכה של פיתוחים שנעשו בישראל בחודשים האחרונים במטרה להגיע לאופטימיזציה של הליך הבדיקה. פרופ' גבי סרוסי מאוניברסיטת בן-גוריון מפתח בדיקה מהירה על ידי נשיפה, בדומה לבדיקת ה"ינשוף" של המשטרה, המאבחנת את הקורונה על ידי אנליזה של המטען החשמלי של האוויר הננשף. הסטארט-אפ LessTests פיתח בשיתוף הטכניון תוכנה המאפשרת ניהול יעיל של מערך הבדיקות באמצעות שיטת ה"פולינג" בה דגימות של נבדקים למספר מבחנות ומעורבבות יחדיו. בחברת ImpactLabs מתל אביב פותח בחודשי הקורונה הראשונים רובוט שמאפשר לבצע את תהליך הכנת הדגימות לבדיקה ללא מגע יד אדם. שתי הדוגמאות האחרונות מסייעות בקיצור התור ובעיית צוואר הבקבוק שבמערך הבדיקות ולא בבדיקה עצמה.