החיפוש שלי אחר הפשטות בתוך המורכבות

כילד אהבתי להסתכל על העולם דרך חלון המכונית, במיוחד כשאמא ואבא שרו מקדימה בשני קולות. נסענו ליד חורשה סבוכה והתפעמתי מהמורכבות החד-פעמית של בליל העלים והענפים. לפתע הגענו לזווית שבה כל העצים הסתדרו להם בשורות מדויקות - החורשה הסבוכה התגלתה כמטע מאורגן. ברגע של הארה אפשר היה לדעת את מיקומו של כל גזע בדיוק, בשריג מושלם.

רגעים כאלה הם הרגעים שאני מחפש כמדען, ששהם מתגלה פשטות בתוך מה שנראה בתחילה מסובך לאין שיעור.

עוד ב"חוקרים פרטיים" בערוץ הלימודים:

"חוקרים פרטיים": על ביציות והזדקנותן המהירה

"חוקרים פרטיים": ברקים ורעמים בבית המשפט

חיידקים ומחלות צמחים והשפעתם על מזון ותרבות

"חוקרים פרטיים": הפאג'ים שמחסלים את החיידקים

באבלס: בועות והמחקר שלי על מחלת הסרטן

"חוקרים פרטיים": כיצד תאי סרטן מתפשטים בגוף?

למה אני חוקרת גישות חדשות בבריאות הנפש?

"חוקרים פרטיים": החלופה המדעית לתרומת איברים

החוקר שבודק: האם העיתונות מתה?

לחקור את יפן: מסע לארץ השמש העולה

פריזבי עם אלקטרונים והקשר לסמארטפונים שלנו

מידה כנגד מידע: למה אני שוקלת חלבונים?

למה בחרתי לטפל בעזרת יצירות ספרותיות?

"חוקרים פרטיים": חלבונים מקולקלים ותולעים זקנות

זכיתי לחוות רגעים כאלה כפיזיקאי שהפך לביולוג. לדוגמה, בשנים האחרונות עבדתי עם תלמידת המחקר ענת צימר על בעיה שלא נתנה לי לישון בלילה, כי הייתה מאוד מורכבת, אך רמזה לנו על אפשרות של פשטות. הבעיה היא כיצד למצוא את הצרוף המושלם של תרופות נגד סרטן מתוך המספר העצום של הקוקטיילים האפשריים.

במקרים רבים קוקטייל של תרופות, שבו מערבבים מספר תרופות במינונים הנכונים, עובד טוב יותר מתרופה בודדת. למשל, קוקטייל נכון של תרופות נגד סרטן יכול לעבוד במינונים נמוכים יותר מתרופות בודדות, כי כל תרופה עוזרת לשנייה להרוג את תאי הסרטן. המינונים הנמוכים מפחיתים את תופעות הלוואי של התרופות. קוקטייל נכון יכול גם למנוע מהסרטן לפתח עמידות - תופעה איומה ונפוצה בה הסרטן מפסיק להגיב לטיפול - משום שקשה יותר להיות עמיד לכמה תרופות בו זמנית מאשר לתרופה אחת.

הבעיה היא שלמצוא את הקוקטייל הנכון זה כמו למצוא מחט בערמת שחת. יש כל כך הרבה תרופות ולכל תרופה כל כך הרבה מינונים אפשריים, שמספר האפשרויות הוא אסטרונומי. יש למשל יותר ממיליון אפשרויות להרכיב קוקטיילים מעשרים תרופות. לכן אי אפשר לנסות במעבדה את כל הקוקטיילים, והקוקטייל המושלם מחכה לו אי שם בתוך ערמת השחת. לבעיה הזו יש שם: בעיית ההתפוצצות הקומבינטורית.

יצאנו לחפש זווית של פשטות, נוסחה מתמטית שתאפשר למדוד רק זוגות של תרופות ובכך לנבא את הקוקטייל המושלם במספר סביר של ניסויים (במקום מיליון מדידות במעבדה, משימה בלתי אפשרית, מספיקות רק מאתיים – משימה אפשרית בהחלט). במשך שלוש שנים תעינו כבחורשה אפלה. ניסינו אלפי נוסחאות ושיטות מתמטיות, ערכנו ניסויים שיטתיים בתאי סרטן ובחיידקים, וכמעט התייאשנו. רוב התרופות סתרו זו את זו במקום לעזור זו לזו. רמזים מבטיחים התבררו כתקוות שווא.

באותה תקופה ביקר במעבדה סטודנט בשם איתי קציר, שעבד עם אחד הפיזיקאים המבריקים שהכרתי, ד"ר ארז דקל. תיארתי לאיתי וארז את הבעיה ואת כל מה שניסינו. תוך שבועיים איתי חזר עם הפתרון - נוסחה יפה ופשוטה (ולכן, עבור כל מי שחונך בפיזיקה - כנראה גם נכונה). הסוד הוא נוסחה מתמטית שמתארת כיצד כל תרופה מגבירה או מחלישה את פעולת התרופות האחרות. כשעושים כך נחשפת סימטריה - מין סדר אלגנטי - שבו ניתן לנבא צירופים של תרופות רבות. זווית של פשטות, צמרמורת בגב, רגע של הארה.

כיום משתמשים בנוסחה חברות תרופות וחוקרים באקדמיה עבור מחקר במגוון מחלות. לנוסחה לא משנה מה המחלה ומה מנגנון הפעולה של התרופות, כי מדידת התגובה לזוגות של תרופות מספקת את המידע הנדרש על הצורה בה התרופות מעודדות או מדכאות אחת את השנייה. יש סיכוי טוב שבעתיד הנוסחה תעזור לחולים לסבול פחות. אבל אני חייב להודות שמה שמניע אותי הם רגעי הפשטות הבאים. אנו מתקדמים לשאלות הבאות כבתוך מכונית נוסעת בעולם הביולוגיה הפלאי – כרגע מעסיקה אותנו השאלה האם יש זווית של פשטות בתהליך ההזדקנות של הגוף, ועקרון מאחד שיאפשר להבין ולטפל במחלות הזקנה?

פרופ' אורי אלון הוא חוקר במחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא, מכון ויצמן

חוקרים פרטיים הוא מדור שבועי בערוץ הלימודים של ynet, שבו יסבירו חוקרים מדוע החליטו לעסוק בתחום המחקר שלהם. המדור נעשה בסיוע "האקדמיה הצעירה הישראלית".