כלים חדשים - תגליות חדשות (שחפת במומיה פרואנית) - רועי שפירא

האבחנה אומנם איחרה לבוא, אך התגלית כי לפני כאלף שנה סבלה אישה פרואנית משחפת מרעידה אמות סיפים בקרב חוקרי מחלות קדומות.

פירושו של מימצא זה הוא, כי השחפת היתה נפוצה בעבר בעולם החדש ולא הובאה אליו על ידי האירופים. כידוע, ״מואשמים׳׳ האירופים הראשונים כי הביאו לאמריקה מחלות חדשות שכנגדן לא היה למקומיים כל חיסון, ובכך (ולא בחרב) המיטו כליה על עמי העולם החדש.

על סמך סימני פגיעה אופייניים בעצמות, חשדו פליאופתולוגים (העוסקים בחקר מחלות קדומות) זה מכבר, כי השחפת היתה נפוצה באזור, אך לא עלה בידיהם להוכיח כי המדובר בחיידק השחפת (Mycobacterium tuberculosis) ולא בחיידקים אחרים הפוגעים נעצמות באופן דומה.

בדרום פרו פרחה בתקופה הקודמת לאינקה תרבות הצ׳יריביה. באקלים הקר והיבש של האזור התייבשו גופות המתים, ונחנטו חניטה טבעית לפני שפשו בהם תהליכי ריקבון. בכמה מהגופות נמצאו סימנים לשחפת בריאות ובחלל החזה.

ארתור אופדרהייד (Aufderheide) מאוניברסיטת מיניסוטה ועמיתיו מאוניברסיטת שיקגו בודדו דוגמיות של החומר התורשתי מהרקמה החשודה. בהמשך, השתמשו בשיטות חדישות של הנדסה גנטית ויצרו מיליוני עותקים מפיסות ה-DNA שנמצאו. הם הניחו, כי מצויים בידם מיקטעים של חומר תורשתי אנושי נוסף על זה של החיידק המבוקש. השלב הבא היה חיפוש רצף בסיסים מסוים, הייחודי לחיידק השחפת, והנעדר כליל מן ה-DNA האנושי. ואכן, אחרי מאמץ עצום עלה בידם לזהות את חיידק השחפת ברקמות הקדומות.

מימצאים מעניינים אלו מעוררים שאלות באשר לתפוצתן של מחלות בימים עברו, ויחסי הגומלין שלהן עם ההיסטוריה האנושית. למשל: האם ייתכן כי השחפת היא ביסודה מחלה נדירה, ורק התכנסותו של המין האנושי בקהילות צפופות וגדולות, בתנאים ירודים, מביאה להתפשטותה המהירה? או האם אכן הובאה העגבת (Syphilis), לעולם החדש ביד׳ האירופים? האם נכונה המקובלה כי האוכלוסייה של אמריקה הקדם-קולומביאנית הייתה קטנה מכדי לסבול ממגפות נגיפיות?

ובהקשר זה, אחת השאלות המרתקות בתקופתנו היא: האם תסמונת הכשל החיסוני הנרכש (איידס) היא מחלה קדומה המקננת בקרב המין האנושי בלא שזוהתה עד כה; והפכה מסיבה זו או אחרת לאלימה, או שמא זו מחלה מודרנית?

מומיה בת 5000 שנה מן הכפר -San-Pedro-de Atacama. אזור האלטיפלט, צפון צ׳ילה. (ר.ש.)

פורסם ב"גליליאו" 4,  מאי יוני 1994 

דם מלאכותי (מחיידקים מהונדסים) - רועי שפירא

לאחרונה, בעקבות אירועים טרגיים שהביאו להידלדלות מלאי הדם, התבקש הציבור בארץ לתרום דם לבנק הדם של מגן דוד אדום. הצורך בדם טבעי לעירויים הוא גורם מגביל מאין כמוהו, ומזה שנים רבות מחפשים חוקרים תחליפי דם. פיתוח דם מלאכותי בכמויות מסחריות יכול לשחרר אותנו מחסרונותיו הבולטים של ״משק הדם״ הנוכחי: החיסרון הראשון הוא התלות המוחלטת בתורמים, מה שמקשה על אספקת הכמויות הנדרשות בזמן הדרוש. הבעיה השנייה, שהוחרפה בשנים האחרונות, היא זיהום אפשרי של הדם במחלות זיהומיות כמו איידס וצהבת, שמחייב בדיקת כל מנה ומנה וסילוקן של המנות המזוהמות. ולבסוף, בכדי למנוע תגובה חיסונית חריפה אצל המקבל, יש להתאים את סוג הדם של כל מנה לדמו שלו.

Mimooh, Wikimedia commons

סומטוגן (Somatogene), חברה ביו-טכנולוגית אמריקנית המתמחה בהנדסה גנטית, הודיעה לאחרונה על פיתוחו של דם מלאכותי, אשר מיועד לפתור אותנו מבעיות אלו.

הסיבה הראשונית והמיידית למתן דם לחולה היא ירידה חדה בלחץ הדם שלו, לרוב עקב איבוד דם, והצורך להבטיח אספקת חמצן תקינה, בעיקר למערכת העצבים המרכזית. לדם כמובן תפקידים נוספים, אך במקרי טראומה, כגון פציעה או ניתוח, זקוקים לדם עבור הבסיסית שבסיבות - הולכת חמצן אל רקמות הגוף. רוב החברות השוקדות על פיתוח דם מלאכותי מפיקות המוגלובין - המולקולה נושאת החמצן האצורה בתוך כדוריות הדם האדומות - מכדוריות שמקורן במנות דם שפג תוקפן. משתי סיבות לא ניתן לערות המוגלובין ישירות לדם: ראשית, מולקולת ההמוגלובין מתפרקת בדם לחומרים רעילים לכליות; ושנית, המוגלובין ״עירום״ אינו נוטה לשחרר ברקמות את מולקולת החמצן שספח. בגוף, כאמור, ארוז ההמוגלובין בתוך כדוריות הדם האדומות, המצוידות באנזים מיוחד שעוזר לחמצן להשתחרר מן ההמוגלובין ולעבור לרקמות הסובבות. תוצרי הפירוק נותרים בתוך הכדורית.

מולקולת ההמוגלובין מורכבת מארבע תת-יחידות, חלבוניות. קיושי נאגאי (Nagai) מאוניברסיטת קיימברידג׳ שבאנגליה, פיתח שיטה המאפשרת להשתיל את הגנים המקודדים לכל ארבע תת- היחידות בחיידק Escherichia coli. החיידק ״המהונדס״ מייצר המוגלובין אנושי היכול לשמש לעירויים. הגנים שנאגאי משתיל בחיידק עברו מוטציות (שינויים). שינוי אחד כרוך בחיזוק עוצמת הקשר בין תת-היחידות, כך שימנע פירוק ההמוגלובין החופשי בדם לתוצרים רעילים. שינוי אחר מתבטא בשיחרור קל ומהיר יותר של חמצן לרקמות.

חברת סומטוגן מייצרת כבר עתה המוגלובין אנושי במכלי התססה של 1,500 ליטר. קרוב לוודאי, כי כאשר יאשרו רשויות הפיקוח של ארצות הברית את שיווקו המסחרי, יוכל הדם המלאכותי למלא את מקומו של הדם הטבעי, וכך לא נמצא עצמנו במצוקה דוגמת זו ששררה בעת שאירע אותו פיגוע המוני.

פורסם ב"גליליאו" 4,  מאי-יוני 1994. 

אשפה לטיוב הקרקע - מרית סלוין

מיחזור הוא אחת ממילות המפתח השגורות בפי תושבי כדור הארץ במאה ה-20. במדינתנו הזעירה משמעות המיחזור כפולה ומכופלת. מיחזור האשפה העירונית עשוי לפתור את אחת הבעיות הסבוכות באיכות הסביבה בארץ.

במדינת ישראל מתגוררים כ-5.3 מיליון תושבים, וכל אחד מייצר בממוצע 1.6 קילוגרם אשפה ביום, המסתכמים ב-0.58 טון בשנה. בסך הכל מייצרים תושבי המדינה 3.1 מיליון טון אשפה בשנה. אשפה זו נשלחת לאתרי סילוק אשפה - 400 במספר, שמרביתם אינם מטופלים כראוי. בכך הם מסכנים את איכות מי התהום, מפיצים ריח רע ולכלוך, פוגעים בנוף וגורמים לשורה של מיטרדים אחרים. כך, למשל, במזבלת חיריה, הקולטת כ-2,500 טון אשפה מדי יום מתרכזים שחפים בריכוזים כאלה המסכנים את תנועת המטוסים הממריאים מהאזור.

כמויות עצומות של שחפים מעל מזבלת חיריה מסכנים את תנועת המטוסים באזור. 

צילום: בניה בן-נון 

קבוצת חוקרים מהפקולטה לחקלאות באוניברסיטה העברית, ובראשם פרופ' יונה חן, דיקן הפקולטה, מנסה למצוא שיטות שתאפשרנה מיחזור האשפה. בשלב ראשון בדקו החוקרים את האפשרות למחזר את החומר האורגני המצוי בשאריות המזון המושלכות לאשפה. לשם כך למדו את תהליכי פירוקו בעזרת חיידקים ליצירת קומפוסט, שהוא חומר אורגני חסר ריח. בקומפוסט ניתן להשתמש כתחליף לכבול במצע גידול לצמחים בחממות, כחומר חיפוי על פני הקרקע להקטנת אובדן מים וכזבל אורגני לטיוב הקרקע. אולם, הקומפוסט שהתקבל מתהליכי הפירוק לא היה אחיד בהרכבו, והיה זמין לחיידקים שפירקו אותו וגרמו להפצת ריחות לא נעימים לסביבה. והגרוע מכל, הוא הכיל מרכיבים אי-אורגניים, בכללם מתכות כבדות, שמקורם בקופסאות שימורים, מכשירי אלקטרוניקה, סוללות ועוד, המסכנים את איכות מי התהום, הצמחיה והסביבה.

עתה שוקדים החוקרים על לימוד תהליכי המעבר של חומרי האשפה למצב אחיד ויציב, דל במתכות כבדות, הניתן ליישום בחקלאות, ועל פיתוח טכנולוגיה ליישום התהליכים. במקביל, הם מפתחים שיטות וכלים לבדיקת רמת קליטת המתכות הכבדות שבחומר על ידי צמחים שיגדלו בקרקע או במצע גידול המכיל תוצרים אלה. כלים אלה יסייעו בידם להחליט אם שימוש בתוצר המכיל מתכות אינו מסכן את הסביבה. בחלקו השלישי של המחקר בודקים המדענים את תכונות הקומפוסט כמדכא התפתחותן של מחלות צמחים המועברות בקרקע.

מימצאי המחקר הראשונים מראים, כי הקומפוסט שהופק מעודד גידול צמחים ומספק להם חומרי דשן, ואף משפר ומייצב את הקרקע. כמו כן איתרו החוקרים שיטות לחיזוי קליטת המתכות מן החומר על ידי צמחים, שיטות שבאמצעותן אפשר יהיה להשתמש בחומר בלא לגרום לזיהום סביבתי.

אם אכן ייושמו מימצאי המחקר, ייתכן שנהיה עדים להיעלמותם של הררי הזבל וגלי הסירחון מאתרי האשפה הרבים שברחבי המדינה.

פורסם ב"גליליאו" גיליון 4,  מאי/יוני 1994.