מארס שושנת הים לטיפול במחלות אוטואימוניות

מאת: דפנה חיים-לנגפורד

חוקרים בודקים אם ארס המופרש על ידי שושנת ים, וארס של נחשים ועכבישים שונים, יכול לשמש כטיפול במחלות אוטואימוניות כמו טרשת נפוצה ופסוריאזיס.

ארס של בעלי חיים מורכב מחלבונים ומפפטידים, שעברו התאמה, במהלך מיליוני שנות אבולוציה, להרוג או לשתק טורפים פוטנציאלים, או לשתק טרף קרוב. הארס, בדרך כלל, מועבר באמצעות זיזים, קוצים, ניבים וכדומה, ופועל על בעלי החיים בדרכים שונות כמו מניעת קרישת דם, חסימת תעלות יוניות במערכת העצבים ועוד. פעולת חלבוני הארס מתאפשרת הודות ליכולתם להתחמק ממערכות ההגנה של הגוף.

הספציפיות והעוצמה הגבוהה של הארס של בעלי חיים שונים הופכים אותו למושא מחקר ולפיתוח תרופות ליישומים שונים. לפני 30 שנה, אישר ה FDA (רשות המזון והתרופות האמריקאית) לראשונה תרופה מבוססת ארס ליתר לחץ דם, ה-Capten, תרופה המחקה את מבנה הארס של צפעון גומה, וכן פותחו מספר תרופות מבוססות ארס למחלות לב, לשיכוך כאבים ועוד.

במחקרים שנערכו על שושנת הים מהשונית בקריביים, נמצא כי שושנת הים משתמשת בארס לצייד שרימפסים ושאר מיני מזון. הארס של שושנת הים הינו מעכב תעלות אשלגן מסוג .Kv1.3 - מסתבר שתעלות אלה נמצאות בתאי חיסון מסוג T יוצרי דלקת במחלות אוטואימוניות, ועיכובן מונע את יצירת הדלקת האוטואימונית.

באדיבות http://www.practicalfishkeeping.co.uk/content.php?sid=5237

בחברת הביוטכנולוגיה Kineta שבסיאטל, החליטו לבדוק את אפקטיביות הארס של שושנת הים לטיפול במחלות אוטואימוניות, והשיגו תוצאות מבטיחות בניסוי פאזה ראשונה בבני אדם. Dalazatide, התרופה שבפיתוח, המחקה את הארס שמפרישה שושנת הים, מדכאת רק את תאי הדם הלבנים הגורמים למחלות אוטואימוניות, ללא השפעה על שאר מערכת החיסון. כפי שכתבנו בעבר, מחלות אוטואימוניות הן מחלות בהן מערכת החיסון מזהה בטעות חלבונים עצמוניים כפולש זר, ומתקיפה אותם. קיימות כ-80 מחלות אוטואימוניות. המחלות יכולות לפגוע באיבר מטרה אחד כמו העיניים בדלקת הענביה (Uveitis), מחלות הפוגעות במספר מערכות כמו הכליות, המוח, העור, במחלת הזאבת (Lupus), המעי במחלת הקרוהן, המפרקים בדלקת המפרקים השיגרונתית ומערכת העצבים במחלת הטרשת הנפוצה. הטיפול במחלות אלה מבוסס על דיכוי פעילות מערכת החיסון כך שהיא לא תגרום לדלקת אוטואימונית. דיכוי מערכת החיסון חושף את החולה לזיהומים ולמחלות שונות, ועלול לגרום לתופעות לוואי ולסיבוכים קשים.

לפי ה-National Institute of Health, מחלות אוטואימוניות הן מחלות חשוכות מרפא, הפוגעות בכ-23.5 מיליון אמריקאים, בעיקר נשים.

במחקר פאזה ראשונה טופלו 24 חולים בפסוריאזיס. הם קיבלו את התרופה בהזרקה פעמיים בשבוע במשך ארבעה שבועות, ותוצאות ראשוניות הראו הטבה במצב המחלה.

מקור הידיעה

חד(ש)נות מהטבע מרץ 2016

קוראים יקרים שלום,

שמחים לבשר כי החלה ההרשמה לתוכניות ביומימיקרי לשנת הלימודים הבאה: תכניות לבתי ספר יסודיים ולחטיבות הביניים. הטבות למקדימים להירשם. לפרטים ומידע: Info@biomimicry.org.il

קול קורא לארגונים עסקיים המעוניינים להשתתף בהעברת תכניות ביומימיקרי בבתי הספר בקהילה, במסגרת אחריות חברתית שבצידה ערך מוסף של חשיפה למתודולוגיית חדשנות מובילה – מוזמנים ליצור קשר לקבלת פרטים ומידע. Info@biomimicry.org.il

החודש נרחיב על חברת REGEN Energy שפיתחה מערכת לניהול אופטימאלי של צריכת אנרגיה, על בסיס נחיל דבורים, על כלי תעופה ממוזער (Micro Air Vehicle) בהשראת הדרך שבה בז מסוג Kestrel מרחף מעל הטרף, ועל הספנדון, אורגניזם  לא מוכר ממשפחת הזוחלים, המדגים יכולות ומנגנונים מעניינים ומעוררי השראה.

בברכת קריאה מהנה,

צוות ארגון הביומימיקרי הישראלי

מאובן חי בחזית האבולוציה

מאת: עדי וייס

למרות שבעבר חי בכל ניו זילנד, הספנודון (טואטרה בשפת המאוֹרים של ניו זילנד) שוכן כיום רק באיים המרוחקים מחופי ניו זילנד, ונמצא בסכנת הכחדה. הוא ממוקם באחת הפינות היותר נידחות באבולוציית הזוחלים. אמנם הוא קרוב ללטאות ולנחשים, אך הוא אינו לטאה וגם לא נחש. שני מינים בלבד קיימים תחת הסוג ספנודון, והם מייצגים אותו בגאווה כבר 65 מיליון שנה, כלומר מאז עידן הדינוזאורים.

ככל זוחל, עורו של הספנודון בנוי קשקשים. על גבו בליטות משוננות שהעניקו לו את משמעות שמו המאוֹרי - ''בליטות על הגב''. הבליטות אינן קשיחות. הן רכות וגמישות ומשמשות אותו בטקסי חיזור.  לאחר ההזדווגות, הנקבה מטילה כתריסר ביצים בתוך גומה באדמה, שם הן נשארות לרוב מעל לשנה(!) עד שיבקעו. אורכו יכול להגיע עד מטר בבגרות.  בין שלל תכונותיו, לספנודון מערכת שיניים ייחודית, בשונה מזוחלים אחרים, ובחודשי חייו הראשונים יש לו גם בעין שלישית, שיכולותיה צנועות לעומת עיניים רגילות, והיא קבועה במעלה ראשו. משערים כי עין זו נועדה להבחין בין אור וצל, או לספוג קרני אור אולטרה סגול. לאחר כמה חודשים הקשקשים גדלים מעליה והיא נסגרת. חילוף החומרים שלו איטי, בדומה לזוחלים אחרים, עובדה שמאפשרת לו חיים ארוכים למדי. לא ידוע עדיין כמה שנים בדיוק יכולים ספנודונים לחיות, וההשערות הן סביב ה-150 שנה, ומציבות אותו בשורה אחת עם שיאני חיים אחרים, דוגמת רחוקי משפחתו הצבים.
רוב הזוחלים זקוקים לטמפ' גבוהות יחסית כדי לחמם את גופם, ואילו הספנודון מעדיף דווקא קור. הטמפרטורות הנוחות ביותר עבורו הן cº16-cº21, וטמפ' הגוף הממוצעת שלו תהיה לרוב מתחת ל-cº10. זוחלים מעטים בלבד שוכנים באזורים שהאקלים בהם קריר ולא מדברי או טרופי, לא כל שכן פעילים במזג אוויר קר.  

                                    תמונה מאת CC 3.0  KeresH

  הכינוי ''מאובן חי'' לא בדיוק הולם את הזוחל, מכיוון שהספנודון גם מחזיק בשיא עולם לא שגרתי: הוא בעל החיים עם ה-DNA  שעבר את האבולוציה המהירה ביותר. מאז התפצל מקרוביו הקשקשאים (הקבוצה אליה שייכים הנחשים והלטאות), עבר רצף ה-DNA  שלו שינויים מהירים כל כך, שבזמן אבולוציוני קצר מאוד הצליח לפתח התאמות שלא קיימות אצל קרובי משפחתו. מהירות כזו של שינוי והסתגלות הייתה ראויה לציון בעיניו של Jason Castriota, ראש מחלקת עיצוב בחברת המכוניות Saab, ובהשראת הספנודון הומצאה מכונית הספורט  SCC Tuatara,שמהירותה יכולה להגיע עד 444 קמ''ש!

הבנת פשר השינויים המהירים ברמה המולקולרית ב-DNA  של הספנודון עשויה לא רק לשפוך אור על ההתפתחות האבולוציונית של הזוחלים, אלא אף לענות על שאלות הנוגעות לרפואה ולטיפול במחלות. קבוצות שונות של חוקרים זיהו את הפוטנציאל המחקרי שבספנודון כבר לפני עשורים, והוא נחקר עד היום.

מקור הידיעה

מקור נוסף

על דבורים, רשתות חשמל, ויעילות אנרגטית

מאת: יעל הלפמן כהן

חברת REGEN Energy פיתחה מערכת לניהול אופטימאלי של צריכת אנרגיה, על בסיס נחיל דבורים.

בשנת 2003 היו בקנדה אירועים רבים של שיבושים באספקת החשמל, שנבעו מביקוש שיא נקודתי בשעות העומס. הפחתת העומס תורמת ליציבות באספקת החשמל לצרכנים, ולהפחתה בפליטת פחמן לסביבה.
כיצד, אם כן, ניתן להפחית את העומס על הרשת בשעות העומס?
מרק קרבל ורומן  קוליק, שני יזמים קנדים בעלי רקע בהנדסת חשמל, מדעי מחשב ומתמטיקה, ובעלי ניסיון בתכנון מערכות תוכנה לניהול אנרגיה זיהו את האתגר, וחיפשו פתרון פשוט ואינטגרטיבי, שיוכל גם להשיא שורת רווח אך גם לפתור בעיה סביבתית ולצמצם את פליטת הפחמן.
בתחילת הדרך זיהו היזמים כי מבני תעשייה הם גורם מפתח ביצירת הביקוש לחשמל. מבנים אלו בארה"ב, למשל, אחראים ל - 39% מצריכת החשמל הכללית בארה"ב. תרומתם לעומס בביקוש אף גבוהה יותר, בשל צרכי הקירור של מבנים אלה בימים החמים של הקיץ. עוד גילו היזמים, שבעלי המבנים מוטרדים מאוד מהעלייה המשמעותית בחשבון החשמל שלהם בתקופות השיא. על ידי הפחתת הצריכה בשעות העומס, המסבירה 20-50 אחוז מהחשבון החודשי, קיים פוטנציאל עצום לחיסכון.
הפתרון שמוצע להפחתת הביקוש בשעות העומס קשור להתנהלות של נחיל דבורים. הדבורים מתקשרות ביניהן ללא שלטון מרכזי, על בסיס כללים פשוטים. התוצאה היא התנהגות אופטימאלית ברמת הנחיל, המכונה אינטליגנציית הנחיל. 

                           תמונה מאת CC 3.0 Sahzade   

היזמים פיתחו אלגוריתם המבוסס על התקשורת בין דבורים, ומאפשר לכל צרכני האנרגיה במבנה ל"תקשר" זה עם זה, ולהרים "דגל אדום" במקרה של צריכת אנרגיה לא הכרחית. צרכני אנרגיה כמו מזגנים, משאבות, מדחסים ודומיהם פועלים במחזוריות. כאשר אין התאמה בין פעולתם, וכאשר הם מופעלים באותו הזמן, נוצר ביקוש שיא.  
הפתרון הביומימטי הוא בקר EnviroGrid ,המקשר בין הבקרים של הציוד בבניין, ופועל כמתג חכם. משך התקנת הבקר הוא כ-30 דקות בלבד, תוך הפרעה מינימלית לתפעול השוטף. כל 2 דקות הבקר דוגם את צרכני האנרגיה, והמידע מועבר לרשת הצרכנים. ברגע שמספר בקרים הופעלו בו זמנית, מופעל תקן Zigbee (פרוטוקול לתקשורת אלחוטית מקומית בגלי רדיו) לקביעת סדר ההפעלה האופטימאלי. כך למעשה, כל צרכן אנרגיה הוא צומת, ברשת שפועלת באופן עצמאי אך מתחשבת במצב הצמתים האחרים. בבניין טיפוסי יש
בין 10 ל- 40 בקרים, העובדים יחד תוך חיקוי התקשורת בכוורת – ככל שיש יותר צמתים ברשת, כך היא יעילה יותר.
התוצאה: הפחתת הביקוש בשעות העומס ע"י איזון ביקושים, שימוש באנרגיה רק בעת הצורך, זיהוי חוסר יעילות והתראה לגביה.
חברת Regen Energy זכתה להכרה ולפרסים, וצמחה והתפתחה למרות התחרות הגבוהה בשוק המערכות לניהול אנרגיה. החברה החלה לפעול גם בארה"ב, כשהיא מציעה צמצום של כ- 20% בחשבון החשמל של הלקוחות, והחזר השקעה אטרקטיבי של 1.2 שנים על המערכת.
 

 

קישור לחברה

שילוח בהשראת הבז

מאת: דפנה חיים לנגפורד

מדענים מאוניברסיטת RMIT  מלבורן, אוסטרליה, פיתחו  את ה MAV, כלי תעופה ממוזער      (Micro Air Vehicle) בהשראת הדרך שבה בז מסוג Kestrel מרחף מעל הטרף.

ה Kestrel מאופיין בכך שהוא מרחף בגובה של 20-10 מטר מעל הטרף בלי להניע את הכנפיים, וברגע המתאים הוא צולל מטה לעבר הטרף (יונקים קטנים, לטאות או חרקים גדולים). באוניברסיטת RMIT שאבו השראה מאופן הריחוף של הבז מעל הטרף ופיתחו כלי תעופה זעיר בעל כנף מקובעת, שמסוגל להגיע לגבהים תוך ניצול תנועות אוויר כלפי מעלה.

העובדה שציפורים מנצלות זרמי אויר כדי לנסוק מעלה תוך חיסכון אנרגטי ידוע זה מכבר. זרמי אויר נוצרים כשרוח פוגשת מכשול טבעי או מלאכותי כמו צוק, או בעקבות הבדלי טמפרטורה בין האוויר לבין האדמה. עם זאת, ריחוף ללא הנעת הכנף, מאפשר לבז להישאר עם ראש יציב ולאתר בדיוק מרבי את הטרף על הקרקע. הריחוף הקבוע והמדויק של הבז הוביל את החוקרים לנסות ולפתח כלי תעופה ממוזער המבוסס על טכניקת הריחוף באמצעות הרוח בהשראת הבז.

 

 

                                                 תמונה מאת Frebeck , CC 3.0

החוקרים השתמשו בפוליסטרין (קלקר מוקצף) בצורת מפרש כחלק מפלטפורמת הניסוי. החומר הקל אפשר לחוקרים לבדוק את ה MAV בשטח תוך ניצול מספר יתרונות, כולל היכולת לעוף ברוחות חלשות יחסית תוך בקרה משמעותית בתנועה מהירה. אחרי פיתוח לוח בקרה בגודל של 2.6X3.6 ס"מ וחיבורו ל GPS, ה MAV נוסה ליד גבעה ובצמוד לבניין. לצד הגבעה, ה MAV הגיע לגובה של 120מטר ועף באופן אוטונומי עד שהסוללות התרוקנו, ואילו בצמוד לבניין החזיק ה MAV מעמד בתעופה רק 20 שניות. בשלב זה, ה MAV פועל בטווח מהירויות רוח מצומצם ללא אנרגיה חיצונית, ציפורים מתגברות על בעיה זו על ידי שינוי מבנה הכנף והנעת הנוצות.

צוות החוקרים עומל בימים אלו על חיקוי אופן שינוי תצורת הכנף והנוצות של ציפורים במטרה לשפר את יעילות ההמראה של ה MAV.

כלי תעופה ממוזערים שמנצלים את אנרגית זרמי הרוח יוכלו לשמש בעתיד להעברת חבילות, למשימות מעקב וכמובן למשימות של חיפוש והצלה במוקדי אסון. שימוש בזרמי אויר מייעל את הניצולת האנרגטית ולכן יאריך את טווח הפעולה של כל כלי תעופה זעיר.

 

למקור הידיעה