Шуламит Левенберг

Шуламит Левенберг

שולמית לבנברג

Дата рождения

1969

Место рождения

Израиль

Место работы

Технион
Aleph Farms

Feeding the Future Technion Prof. Shulamit Levenberg and Aleph Farms [4:32]

Шуламит Левенберг (англ. Shulamit Levenber, ивр. שולמית לבנברג) — израильский биоинженер, декан факультета биомедицинской инженерии Техниона, профессор.

Биография

Шуламит Левенберг родилась в 1969 году.

Учился в Кфар-Пайнс-Ульпане.

В 1992 году получила степень бакалавра по биологии в Еврейском университете в Иерусалиме.

В 1999 году получила докторскую степень на кафедре молекулярной клеточной биологии Института Вейцмана.

С сентября 1999 года по август 2001 года работала в отделе химической и биомедицинской инженерии в Массачусетском технологическом институте; с сентября 2001 года по август 2002 года — в лаборатории химического машиностроения, Массачусетский технологический институт; с сентября 2002 года по июль 2004 года — научный сотрудник отдела химической инженерии, Массачусетский технологический институт.

С октября 2004 года по апрель 2009 года — старший преподаватель кафедры биомедицинской инженерии Техниона.

В 2005 году опубликовала совместное исследование с профессором Массачусетского технологического института Робертом Лангером, которое стало прорывом в создании человеческой ткани, в которой ей удалось создать функциональную мышечную ткань из эмбриональных стволовых клеток, успешно имплантированных мышам. Удалось вырастить даже кровеносную систему:

По словам ведущего автора исследования Шуламит Левенберг, ныне преподающей в одном из израильских университетов, для создания васкуляризованной мышечной ткани ей необходимо было должным образом скомбинировать три вида клеток: миобласты — стволовые клетки из которых формируется мышечная ткань; эндотелиальные клетки, способные самоорганизовываться в сосудистые трубки; и фибробласты, из которых впоследствии развиваются гладки мышцы сосудов.

Подготовив для этих целей уникальные трехмерные «леса», способные обеспечить развитие сразу трех клеточных культур, госпожа Левенберг сумела подтвердить свою изначальную гипотезу: эндотелиальные клетки действительно сформировали кровяные русла, вошли в контакт с фибробластами и заставили их переродиться в гладкую мускулатуру. Перерожденные фибробласты, в свою очередь, выделили ген VEGF (vascular endothelial growth factor), который способствовал дальнейшему развитию кровеносных сосудов. Размеры полученного образца мышечной ткани составили 5 х 5 х 1 мм.

В 2006 году — лауреат премии Криля.

С мая 2009 года — доцент кафедры биомедицинской инженерии Техниона.

С сентября 2011 года по июль 2012 года — приглашенный профессор Гарвардского университета.

В 2012 году исследователи Техниона, работающие под руководством профессора Левенберг, разработали метод выращивания ткани поджелудочной железы, содержащей секреторные клетки, окруженные трехмерной сетью кровеносных сосудов.

В 2014 году вместе с коллегами создала биоинженерную ткань с улучшенными способностями к приживлению. 3D-инженерная ткань была произведена на базе пористого биодеградируемого полимера, насыщенного миобластами, эндотелиальными клетками и фибробластами, полученными у реципиента и выращенными в культуре. Перед окончательной трансплантацией ткань подсадили в район бедренной артерии для формирования направленной сосудистой сети. Клеточные компоненты способствовали быстрому и прочному срастанию пересаженной ткани в месте трансплантации. Технику опробовали на мышах, и через одну неделю после операции новая мышечная ткань брюшной стенки оказалась способна нормально поддерживать внутренние органы. Ключевым фактором успеха оказалась развитая сосудистая сеть в трансплантированном участке ткани.

С февраля 2015 года — профессор кафедры биомедицинской инженерии Техниона.

В 2017 году разработала с коллегами наноанализ мочи для быстрого подбора антибиотиков.

Диагностическая система SNDA-AST, разработанная в биомедицинской лаборатории профессора Левенберг в Технионе, позволяет «настраивать» антибиотики под каждого пациента.

В том же 2017 году ученые из Техниона, работающие под руководством профессора Левенберг, вырастили из эмбриональных стволовых клеток полноценную сердечную мышцу. Для этого они засевали губкообразный трехмерный пластиковый каркас клетками сердечной мышцы и кровеносных сосудов, выращенных из человеческих эмбриональных стволовых клеток, а также эмбриональными фибробластами. В 2005 году группа Левенберг применила тот же подход для создания скелетной мышцы. Результаты этой более ранней работы продемонстрировали необходимость совместного выращивания разных типов клеток на каркасе и исключительную важность присутствия фибробластов для формирования стенок кровеносных сосудов. Через 4—6 дней после внесения клеток в матрицу участки сформировавшейся мышечной ткани начинали сокращаться. Движение распространялось до тех пор, пока все клетки образовавшейся ткани не начинали сокращаться синхронно. Тесты показали визуальное и функциональное соответствие выращенной на каркасе ткани нормальной сердечной мышце.

В том же 2017 году научная группа под руководством Левенберг из Техниона имплантировала человеческие стволовые клетки крысам с полным разобщением спинного мозга. Крысы с такой «искусственной» тканью показали успехи в восстановлении моторной и сенсорной сфер более значительные по сравнению с контрольными крысами.

В мае 2019 года возглавила Центр трехмерной биопечати в Технионе.

В сентябре 2021 года было сообщено, что специалисты с факультета биомедицинской инженерии израильского университета Технион разработали технологию создания искусственных тканей с широкой сетью кровеносных сосудов. Разработка предназначена для максимально быстрой трансплантации к поврежденным органам. Разработка проведена в рамках исследования, которое возглавляет Шуламит Левенберг, которая руководит лабораторией тканей и стволовых клеток на факультете биомедицинской инженерии Техниона, и доктором Ариэлем Шклани, совместно с коллегами из Чехии и США. Кровеносная система поставляет внутренним органам и клеткам тканей кислород и все необходимые питательные вещества для нормального функционирования. Без этого клетки просто не выживут.Одной из проблем при создании ткани, которую можно трансплантировать, является создание эффективной системы кровеносных сосудов, аналогичной природной. Для печати клеток израильские ученые использовали биологические чернила, особо сконцентрировавшись на тканях сердца. Первоначально исследователи воссоздали аорту и проделали в ней небольшие отверстия, чтобы стимулировать рост кровеносных сосудов. И в итоге из отверстий в созданной ткани вокруг основной трубки начали прорастать кровеносные сосуды. В области аорты и внутри нее ученые посеяли клеточную ткань, способствующую прорастанию клеток кровеносных сосудов. По словам профессора Левенберг, несмотря на то, что текущее исследование сосредоточено на главной артерии в области сердца, данная технология применима и для других видов тканей.

Исследования сосредоточены на создании ткани человека, включая даже кровеносные сосуды искусственной ткани. Исследования по стволовым клеткам и тканевой инженерии.

Замужем, со своим мужем Йехудой имеет шестеро детей.

Избранные труды

Статьи

• Shandalov Y, Egozi D, Freiman A, Dado-Rosenfeld D, Levenberg S A method for constructing vascularized muscle flap Methods 2015
• Lesman A, Gepstein L, Levenberg S Cell tri-culture for cardiac vascularization. Methods in Molecular Biology 2014
• Dado-Rosenfeld D, Tzchori I, Fine A, Chen-Konak L, Levenberg S Tensile forces applied on a cell-embedded three-dimensional scaffold can direct early differentiation of embryonic stem cells toward the mesoderm germ layer. Tissue Engineering Part A 2014
• Shemesh J, Ben Arye T, Avesar J, Kang JH, Fine A, Super M, Meller A, Ingber DE, Levenberg S Stationary nanoliter droplet array with a substrate of choice for single adherent/nonadherent cell incubation and analysis. PNAS 2014
• Shandalov Y, Egozi D, Koffler J, Dado-Rosenfeld D, Ben-Shimol D, Freiman A, Shor E, Kabala A, Levenberg S An engineered muscle flap for reconstruction of large soft tissue defects. PNAS 2014
• Avesar J, Ben Arye T, Levenberg S Frontier microfluidic techniques for short and long-term single cell analysis Lab on a Chip 2014
• Blinder YJ, Mooney DJ, Levenberg S Engineering approaches for inducing blood vessel formation Curr Opin Chem Eng 30:8(12) 2014
• Shamis Y, Silva EA, Hewitt K J, Brudno, Levenberg S, Mooney DJ, Garlick JA Fibroblasts Derived from Human Pluripotent Stem Cells Activate Angiogenic Responses In Vitro and In Vivo. PLOS One 2013
• Levenberg S Guest Editorial: New biomaterials for therapy. Israel Journal of Chemistry Israel Journal of Chemistry 9-10:607 2013
• Ne'eman N, Marbach D, Chen-Konak L, Kaufman-Francis K, Berkovich M, Levenberg S, Lotan N, Sivan S Multifactor, Sequentially Releasing Scaffolds for Tissue Engineering: Fabrication Using Solvent/Nonsolvent Sintering Technology. Israel Journal of Chemistry 9-10: 821-828 2013
• Dado D. and Levenberg S Induction of angiogenesis and vasculogenesis using biomaterials Israel Journal of Chemistry 9-10: 815-820 (2013)
• Rozitsky L, Fine A, Dado D, Nussbaum-Ben-Shaul S, Levenberg S, Yossifon G. Quantifying continuous-flow dielectrophoretic trapping of cells and micro-particles on micro-electrode array Biomed Microdevices 15(5):859-65 (2013)
• Blumenthal J, Cohen-Matsliah SI, Levenberg S Olfactory bulb-derived cells seeded on 3D scaffolds exhibit neurotrophic factor expression and pro-angiogenic properties Tissue Engineering Journal Part A 19:2284-91 (2013)
• Nseir N, Regev O, Kaully T, Blumenthal J, Levenberg S, Zussman E. Biodegradable scaffold fabricated of electrospun albumin fibers: mechanical and biological characterization Tissue Engineering Journal Part C 19(4):257-64. (2013)
• Kaufman-Francis K, Koffler J, Weinberg N, Dor Y, Levenberg S. Engineered vascular beds provide key signals to pancreatic hormone-producing cells. PLoS One 2012
• Tzezana R, Reznik S, Blumenthal J, Zussman E, Levenberg S. Regulation of stem cell differentiation by control of retinoic acid gradients in hydrospun 3D scaffold. Macromol Biosci. 2012
• Dado D, Sagi M, Levenberg S, Zemel A. Mechanical control of stem cell differentiation. Regen Med. 2012
• Zoldan J, Karagiannis ED, Lee CY, Anderson DG, Langer R, Levenberg S. The influence of scaffold elasticity on germ layer specification of human embryonic stem cells. Biomaterials. 2011
• Koffler J, Kaufman-Francis K, Shandalov Y, Egozi D, Pavlov DA, Landesberg A, Levenberg S. Improved vascular organization enhances functional integration of engineered skeletal muscle grafts. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011
• Shemesh J, Nir A, Bransky A, Levenberg S. Coalescence-assisted generation of single nanoliter droplets with predefined composition. Lab on a Chip. 2011
• Lesman A, Koffler J, Atlas R, Blinder YJ, Kam Z, Levenberg S. Engineering vessel-like networks within multicellular fibrin-based constructs. Biomaterials. 2011
• Khoury M., Bransky A., Korin N., Chen Konak L., EnikolopovG., Tzchori I. and Levenberg S. A microfluidic traps system supporting prolonged culture of human embryonic stem cells aggregates. Biomedical Microdevices. 2010
• Shemesh J., Bransky A., Khoury M. and Levenberg S. Advanced microfluidic droplet manipulation based on piezoelectric actuation. Biomedical Microdevices. 2010
• Levenberg S., Ferreira L., Chen-Konack L., Kraehenbuehl T, and Langer R. Isolation, differentiation, and characterization of vascular cells derived from human embryonic stem cells. Nature Protocols. 2010
• Michael I., Walton D. and Levenberg S. Infantile Aphakic Glaucoma: A Proposed Etiologic Role of IL-4 and VEGF. Journal of Pediatric Ophthalmology. 2010
• Lesman A., Gepstein L. And Levenberg S. Vascularization shaping the heart. Ann N Y Acad Sci. 2010
• Lesman A., Blinder Y. and Levenberg S. Modeling of flow-induced shear-stress applied on 3D cellular scaffolds for vascular tissue-engineering applications. Biotechnology and Bioengineering. 2009
• Lumelsky Y., Lalush-Michael I., Levenberg S., and Silverstein M.S. Degradable, Porous, Emulsion-templated Polyacrylate. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry 2009
• Lesman A., Habib M., Gepstein A., Arbel G., Levenberg S. and Gepstein L. Transplantation of Tissue-Engineered Human Vascularized Cardiac Muscle. Tissue Engineering Part A 2009
• Dado D, Levenberg S. Cell-scaffold mechanical interplay within engineered tissue. Semin Cell Dev Biol. 2009
• Kaully T, Kaufman-Francis K, Lesman A, Levenberg S. Vascularization--the conduit to viable engineered tissues. Tissue Eng Part B Rev. 2009
• Bransky A., Korin N., Khoury M. and Levenberg S. A Microfluidic Droplet Generator Based on a Piezoelectric Actuator. Lab on a chip. 2009
• Korin N, Bransky A, Khoury M, Dinnar U, Levenberg S. Design of Well and Groove Microchannel Bioreactors for Cell Culture. Biotechnology and Bioengineering Journal. 2009
• Levy-Mishali M., Zoldan J and Levenberg S. Effect of Scaffold Stiffness on Myoblast Differentiation. Tissue Engineering. Part A. 2009
• Korin N., Bransky A., Dinnar U. and Levenberg S. Periodic "Flow-Stop" Perfusion Microchannel Bioreactors for Mammalian and Human Embryonic Stem Cell Long-term Culture. Biomedical Microdevices. 2009
• Tzezana R. Zussman E., Levenberg S. A Layered Ultra-Porous Scaffold for Tissue Engineering, created via a Hydrospinning Method. Tissue Engineering. Part C. 2008
• Michael I., Shmoish M., Walton D and Levenberg S. Interactions Between Trabecular Meshwork Cells and Lens Epithelial Cells – A Possible Mechanism of Infantile Aphakic Glaucoma. IOVS (Invest Ophthalmol Vis Sci) 2008
• Bransky A., Korin N. and Levenberg S. Experimental and theoretical study of selective protein deposition using focused micro laminar flows. Biomedical Microdevices. 2008
• Lumelsky Y., Zoldan J., Levenberg S. and Silverstein M.S. Porous Polycaprolactone-Polystyrene Semi-interpenetrating Polymer Networks Synthesized within High Internal Phase Emulsions. Macromolecules 2008
• Korin N. and Levenberg S. Engineering human embryonic stem cell differentiation. Biotechnology and Genetic Engineering Reviews. 2007
• Korin N., Bransky A., Dinnar U. and Levenberg S. A Parametric Study of Human Fibroblasts Culture in a Microchannel Bioreactor. Lab on a Chip 2007
• Korin N., Bransky A., Dinnar U., and Levenberg S., A micro-well perfusion bioreactor for human embryonic stem cell Proc. microTAS 2007
• Levenberg S., Zoldan J., Bashevits Y. and Langer R. Endothelial potential of Human Embryonic Stem Cells. Blood 2007
• Caspi O. and Lesman A., Basevitch Y., Gepstein A., Arbel G., Habib M., Gepstein L., and Levenberg S. Tissue Engineering of Vascularized Cardiac Muscle from Human Embryonic Stem Cells. Circulation Research. 2007
• Korin N., Branski A., Dinnar U. and Levenberg S. The culture of human embryonic stem cells in microchannel perfusion bioreactors. Proc. SPIE Biomedical Applications of Micro- and Nanoengineering III 2006
• Levenberg S. Endothelial tissue engineering. Journal of Vascular Research. 42 suppII: 7 (2005)
• Levenberg, S. Engineering blood vessels from stem cells: recent advances and applications. Current opinion in Biotechnology. 2005
• Levenberg, S., Rouwkema, J., Macdonald, M., Gerfein, E., Kohane, D., Darland D., Marini, R., van Blitterswijk, C.A., Mulligan, R., D’Amore, P. and Langer, R. Engineering Vascularized Skeletal Muscle Tissue. Nature Biotechnology. 2005 Cited as a Landmark paper is Nature Biotechnology News and Views.
• Levenberg, S., Burdick, J.A., Kraehenbuehl, T., and Langer, R. Neurotrophin Induced Differentiation of Human Embryonic Stem Cells on Three-Dimensional Polymeric Scaffolds. Tissue Engineering. 2005
• Levenberg S, Langer R. Advances in tissue engineering. Curr Top Dev Biol. 2004
• Anderson, D.G., Levenberg, S., and Langer, R. Nanoliter-scale synthesis of arrayed biomaterials and its application to human embryonic stem cells. Nature Biotechnology. 2004
• Khademhosseini, A., Suh, K.Y., Yang, J.M., Eng, G., Yeh, J., Levenberg, S. and Langer, R. Layer-by-layer Deposition of Hyaluronic Acid and Poly-L-lysine for Patterned Cell Co-Cultures. Biomaterials. 2004
• Levenberg, S., Huang, N., Erin, L., Rogers, A., Itskovitz-Eldor, J. and Langer, R. Differentiation of Human Embryonic stem cells on Three Dimensional Polymer Scaffolds. PNAS. 2003
• Levenberg, S., Golub, J. S., Amit, M., Itskovitz-Eldor, J. and Langer, R. Endothelial Cells Derived From Human Embryonic Stem Cells. PNAS 2002 Cited in the list of 20 most cited papers on hESC from 1998-2004
• Levenberg, S., Yarden, A., Kam, Z. and Geiger, B. p27 is Involved in N-cadherin-mediated Contact Inhibition of Growth and S-phase Entry. Oncogene. 18:869-876 (1999)
• Levenberg, S., Sadot, E., Goichberg, P. and Geiger, B. Cadherin - Mediated Transmembrane Interactions. Cell adhesion and Communication. 6:161-170 (1998)
• Kats, B.Z., Levenberg, S., Yamada, K.M., and Geiger, B. Modulation of Cell-Cell Adherence Junctions by Surface Clustering of the N-Cadherin Cytoplasmic Tail. Experimental Cell Research. 243:415-424 (1998)
• Levenberg, S., Yamada, Katz BZ, Yamada KM, Geiger B. Long-Range and Selective Autoregulation of Cell-Cell or Cell Matrix Adhesions by Cadherin or Integrin Ligands. J. Cell Science. 111:347-357 (1998)
• Simcha, I., Geiger, B., Yehuda-Levenberg, S., Salomon, D., and Ben-Ze'ev, A. Suppression of Tumorigenicity by Plakoglobin: An Augmenting Effect of N-cadherin. J. Cell. Biolog. 1996
• Geiger, B., Yehuda-Levenberg, S. and Barshadsky, A. Molecular Interactions In The Submembrane Plaque of Cell-Cell and Cell-Matrix Adhesions. Acta Anat. 1995

Книги

• Zoldan, J. and Levenberg, S. Culturing and Differentiation of hES cells on three dimensional scaffolds. Methods in Molecular Biology - New Stem Cell Techniques. Humana Press. In Press
• Soukup C., Levenberg S. and Cleaver O. In vitro differentiation of endothelial cells from human embryonic stem cells. Human Embryonic Stem Cells: A Practical Approach. Editors: Stephen Sullivan, Chad A Cowan, Kevin Eggan. John Wiley & Sons. NJ. 13, 229-248 (2007)
• Malda, J., Baaijens, F., Levenberg, S., Radisic, M., Svalander, P., Woodfield, T. and Vunjak-Novakovic, G. Cell nutrition. In Textbook on tissue engineering. Editors: van Blittersvijk, C., Lindahl, A., Thomsen, P., Williams, D., Hubbell, J. and Cancellah, R. Academic Press. Amsterdam. 327-362. (2008)
• J. Zoldan and S. Levenberg Engineering Three-Dimensional Tissue Structures Using Stem Cells. Methods in Enzymology: Stem Cells Volume. Edited by R. Lanza and I. Kilmanskaya, Elsevier. 381-3420 (2006)
• Levenberg, S., Khademhosseini, A., Fuller, J. and Langer, R. Methods of Human Embryonic Stem Cell Culture. In Culture of Cells for Tissue Engineering. Editors: Ian Freshney and Gordana Vunjak-Novakovic. John Wiley & Sons. NJ. 61-83. 2006
• Levenberg, S., Khademhosseini, A. and Langer, R. Embryonic Stem Cells in Tissue Engineering. In Handbook of Embryonic Stem Cells. Editors: Robert Lanza, Doug Melton, James Thomson, John Gearhart, Brigid Hogan, Ron McKay, Roger Pedersen and Mike West. Academic Press. Boston. 737-764. 2006
• Levenberg, S., Huang, N. and Langer, R. Derivation of Endothelial Cells from Human ES Cells. In Human Pluripotent Stem Cells Editors: Jon S. Odorico, Roger A. Pedersen, and Su-Chun Zhang