פרויקטים חדשים במעבדה לאימונולוגיה חישובית בניהולו של פרופ' גור יערי

 ספרי לנו על הפרויקט החדש לאבחון מחלת הצליאק בעזרת נוגדנים
צליאק היא מחלה נפוצה, כרונית, בה בחשיפה לגלוטן נוצרת תגובה חיסונית הגורמת לנזק למעי הדק, באנשים עם גנוטיפ ספציפי ונוגדנים עצמוניים. חוקרי מערכת החיסון חשבו בעבר שנוגדנים נוצרים בצורה אקראית, 
אך לאחרונה פורסמו מחקרים שהראו שהדמיון בין הרפרטוארים נאיביים של נוגדנים גבוה יותר בין קרובי משפחה מאשר באוכלוסייה הכללית, דבר שמצביע על תפקיד חשוב של גורמים גנטיים שעדיין אינם ידועים בעיצוב הרפרטואר. 
לאחרונה הראינו במעבדה שאפשר בעזרת למידת מכונה להבדיל בין חולי צליאק ובין בריאים באמצעות רפרטוארי הנוגדנים הנאיביים שלהם בלבד. אוכלוסיית הנבדקים במחקרים אלה הייתה של משתתפים נורבגים. במחקר הנוכחי אנו מבקשים לבדוק את הרפרטוארים הנאיביים מחמישים חולי צליאק מישראל וחמישים בריאים שישמשו כביקורת. בנוסף, עד כה האזור הגנומי המקודד לנוגדנים נחקר בבני אדם בודדים בלבד, בשל היותו ארוך מאוד וחוזרני דבר המקשה על שימוש בשיטות המחקר המסורתיות. לאחרונה תוארה גישה חדשנית למציאת רצפי דנ"א ארוכים מאוד, דבר שיאפשר את חקר האזור בגנום המקודד לנוגדן. במסגרת המחקר לכן נחקור גם את רצף האזור הזה. מטרת המחקר היא ללמוד על הבסיס הגנטי למחלת הצליאק, ולאתר מרקרים גנטיים שיוכלו לאתר חולי צליאק ויהיו רלוונטיים לאוכלוסייה בישראל. המחקר יערך בשיתוף פעולה עם ד"ר רחל גינגולד בלפר, ראש מרפאת צליאק בבית החולים בילינסון.

במה הנ"ל ישנה את הדרך שבה מאבחנים את המחלה כיום?
כיום אבחון של צליאק מתבסס בשלב הראשון על בדיקת דם סרולוגית לאיתור נוגדנים עצמיים. בשלב השני האבחנה מחייבת ביופסיית מעי. 
אם נצליח להגדיר היטב פרמטרים ייחודיים לצליאק ברפרטואר הנוגדנים, יתכן שנצליח בעתיד לייתר את הצורך בביופסיית המעי. מטרתנו העיקרית היא להבין יותר טוב את המנגנון שגורם למחלה, 
למצוא מרקרים שיוכלו לשפר את יכולת הניבוי של הבדיקה הסרולוגית, ואולי בהמשך גם לאתר אנשים שמועדים לחלות בצליאק בעתיד.

מדוע בחרתם לחקור את נושא זה?
אנחנו במעבדה חוקרים את מערכת החיסון הנרכשת ורפרטוארים חיסוניים בהקשרים נרחבים, ביניהם גם בהקשרים קליניים. בין המחלות שעבדנו ועובדים עליהן נמצאות טרשת נפוצה, שפעת, איידס, הפטיטיס סי, קרוהן ועוד רבות. 
בחרנו במחקר הנוכחי להתמקד בשיפור האבחון של מחלת הצליאק מפני שהתסמינים של המחלה, שנקראת גם "מחלת אלף הפנים", לאו דווקא קשורים למערכת העיכול ויכולים להתבטא בכל מיני מערכות בגוף ובדרכים שלא בהכרח מחשידים בכיוון של צליאק. לכן ההערכה היא שקיים תת אבחון של המחלה. כשהמחלה מאובחנת ומטופלת בתזונה נטולת גלוטן, ניתן לחיות עם המחלה חיים מלאים ורגילים, 
אבל חולים שאינם מודעים למחלה וממשיכים לצרוך גלוטן נמצאים בסיכון גבוה מאוד להתפתחות של מספר סוגי סרטן וכן לפגיעה בלתי הפיכה במעי.

לפי נתונים כמה אנשים בעולם סובלים ממחלת הצליאק?
כאחוז אחד מאוכלוסיית העולם סובל מהמחלה. העלייה ביכולת האבחון (ואולי גורמים נוספים) מביאה לכך ששיעור ההימצאות של המחלה מכפיל את עצמו כל 20 שנה.

לצורך הפרויקט הבנתי שאתם מחפשים סטודנטים למעבדה - ספרי לי מה אתם מחפשים בדיוק ולאן ניתן לשלוח קו"ח ?
אנחנו מחפשים סטודנטים שהנושא מעניין אותם, שיודעים לעבוד במעבדה ביולוגית מולקולרית, ורוצים ללמוד לתואר שני או שלישי במחלקה לביו-הנדסה. רקע בריצוף גנטי עתיר תפוקה יהיה יתרון אבל לא הכרחי.
סטודנטים עם אוריינטציה חישובית יוכלו להתפתח במעבדה גם בכיוון החישובי, ולנתח את נתוני הריצוף שיתקבלו בעזרת כלים סטטיסטיים ולמידת מכונה (הכשרה תינתן במהלך התואר).
ניתן לשלוח קורות חיים אל פרופ' גור יערי במייל gur.yaari@biu.ac.il, או אל מנהלת המעבדה ד"ר פזית פולק במייל pazit.polak@biu.ac.il.

בנוסף הבנתי שאתם מתחילים פרויקט נוסף העוסק בפיתוח שיטות חישוביות לניתוח רצפים של נוגדנים - מה זה אומר ?
ריצוף גנטי מרובה תפוקה של האזורים המשתנים בנוגדן חולל בשנים האחרונות מהפיכה בכמות וטיב המידע הביולוגי/רפואי אותו אנו יכולים להסיק מנתונים אלו. 
כדי להסיק מידע שכזה יש צורך בשיטות חישוביות מתקדמות המשלבות יעילות חישובית, סטטיסטיקה ולמידת מכונה. אנחנו במעבדה מפתחים כלים שכאלה לצורך ניתוחי מידע מגוונים, והם זוכים לשימוש נרחב ממעבדות וחברות שונות בעולם. כיום אנחנו עובדים עם כלים בתחום עיבוד שפה טבעית, למידה עמוקה ולמידה סטטיסטית, כמו גם עם מסדי נתונים גדולים כדי להתמודד עם סוגי נתונים חדשים שמגיעים מטכנולוגיות חדשות כגון ריצוף גנטי ברמת התא הבודד.

נשמע מרתק. 
מדוע בחרתם לחקור את נושא זה?
הנתונים איתם אנחנו עובדים (רפרטוארים של רצפים גנטים של נוגדנים) אוגרים בחובם מידע יקר ערך לגבי ההיסטוריה של מערכת החיסון של בן האדם ממנו נלקחו. 
ככאלו ניתן לנצל נתונים אלו כדי לזהות מוקדם מחלות ותגובה לטיפולים שונים. כמו כן, ניתן ללמוד מנתונים אלו על הדינמיקה של מערכת החיסון בהקשרים קליניים מגוונים. השיטות החישוביות אותן אנו מפתחים יכולות לסלול דרך להבנה טובה יותר של מערכת החיסון ובכך לעזור בפיתוח תרופות ביולוגיות, חיסונים, וכלי אבחון.

גם בפרויקט הזה הבנתי שאתם מחפשים סטודנטים למעבדה - ספרי לי מה אתם מחפשים בדיוק ולאן ניתן לשלוח קו"ח?

אנחנו מחפשים סטודנטים שהנושא מעניין אותם ורוצים ללמוד לתואר שני או שלישי במחלקה לביו הנדסה. 
הסטודנטים צריכים להיות בעלי רקע חישובי, כלומר תואר ראשון/שני במדעי המחשב, מתמטיקה, סטטיסטיקה, פיזיקה, ביולוגיה חישובית וכדומה.  
ניתן לשלוח קורות חיים אל פרופ' גור יערי במייל gur.yaari@biu.ac.il, או אל מנהלת המעבדה ד"ר פזית פולק במייל pazit.polak@biu.ac.il.

היה מרתק!
נאחל בהצלחה בפרויקטים וכמובן גם לסטודנטים שישלחו קורות חיים.